Pressure Reducing Valve (TL)

导热流体网络中的减压阀。

类型: EngeeFluids.ThermalLiquid.Valves.PressureControl.Reducing

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Valves & Orifices/Pressure Control Valves/Pressure Reducing Valve (TL)

说明

Pressure Reducing Valve (TL) 装置是导热流体网络中的减压阀。当端口 B 的压力低于设定点时，阀门保持打开。当端口 B 的压力达到或超过设定点时，阀门关闭。设备由设定压力和端口 B 压力之间的差值控制。该装置包含一个单向阀部件，当流量反向时，其功能与Check Valve (TL) 装置相同。

压力控制

设备 Pressure Reducing Valve (TL) 调节设定压力和最大压力之间的压力。

当参数 Opening parameterization 设置为"… "或"… "时，归一化压力控制阀门截面积。 Linear - Area vs. pressure.归一化压力表示：

其中

- 控制压力等于，其中为大气压力；
- 设定压力等于，其中是参数 Set pressure (gauge) 的值；
- 最大压力等于，其中是参数 Pressure regulation range 的值。

参数化：面积与压力的函数关系

如果参数 Opening parameterization 设置为 Linear - Area vs. pressure`或 `Tabulated data - Area vs. pressure，则通过阀门的质量流量计算如下：

其中

- 是流量系数，参数值 Discharge coefficient ；
- 瞬时阀门开启面积；
- 参数值 Cross-sectional area at ports A and B ；
- 液体的平均密度；
- 阀门中的压差。

临界压降， - 与临界雷诺数值相关的压降，由参数 Critical Reynolds number 设定，是层流和湍流两种流态的过渡点。该模块计算临界压降的公式为

其中是导热液体的动态粘度。

压力损失考虑了阀门面积减小导致的阀门压力下降，计算公式为

压力恢复描述了由于面积增加而在阀门中产生的正压力变化。要忽略压力恢复，请取消选中 Pressure recovery 。在这种情况下，压力损失。

如果 Opening parameterization 设置为 `Linear - Area vs. pressure`则阀门横截面积为：

其中

- 是参数 Leakage area 的值；
- 参数值 Maximum opening area 。

图中显示了使用线性区域参数化时的阀门开启特性。

pressure reducing valve il 1

当阀门处于线性参数化的近开或近关位置时，可以通过调整参数 Smoothing factor 来保持模拟的数值稳定性。如果参数 Smoothing factor 不为零，则可确保控制压力和的平滑变化。

如果参数 Opening parameterization 设置为 Tabulated data - Area vs. pressure，则程序块计算的开口面积为

其中

- 控制压力；
;
- 是参数 *端口 B 的压力（压力表）矢量 * 的值；
- 当时阀门开始关闭的内部压力偏移；
- 参数值 打开区域矢量。

和分别是*开启区域矢量*的第一个和最后一个元素。

图中显示了使用表格参数化的阀门开启特性。

pressure reducing valve il 2

参数化：取决于压力的体积流量

如果参数 Opening parameterization 设置为 Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure，阀门开度将根据用户提供的表中体积流量以及端口 A 和 B 之间的压降确定。通过阀门的质量流量计算如下：

其中

- 体积流量；
- 液体的平均密度；

该装置通过以下方法计算质量流量和压力之间的关系：

其中 .

开放动态

如果选中 Opening dynamics 复选框，则会在模拟控制压力的流量响应中引入延迟。变成动态控制压力。动态控制压力的瞬时变化由 * 打开时间常数 * 计算得出：

默认情况下，复选框 Opening dynamics 未被选中。

能量存储

阀门的能量守恒方程如下：

其中

- 是通过端口 A 进入阀门的能量流；
- 是通过端口 B 进入阀门的能量流。

端口

非定向

# A — 导热液体端口
导热流体

Details

导热流体端口，对应阀门入口 A。

程序使用名称

inlet

# B — 导热流体端口
导热流体

Details

导热流体端口，对应阀门入口 B。

程序使用名称

outlet

参数

# Opening parameterization — 阀门开度或关度的计算方法
Linear - Area vs. pressure | Tabulated data - Area vs. pressure | Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure

Details

模拟阀门开启的方法。可供选择的选项：

Linear - Area vs. pressure`或 `Tabulated data - Area vs. pressure- 作为信号压力函数的阀门开启面积。
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure- 使用减压阀流量和压差的参考曲线。

值	`Linear - Area vs. pressure` \| `Tabulated data - Area vs. pressure` \| `Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure`
默认值	`Linear - Area vs. pressure`
程序使用名称	`opening_parameterization`
可计算	是

# Set pressure (gauge) — 超过该值时触发阀门的超压
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

超过该值时阀门将启动的超压。当端口 B 的压力达到该值时，阀门开始关闭。该参数可移动参考曲线，使减压阀在端口 B 的压力等于设定压力时开始关闭。

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.1 MPa`
程序使用名称	`p_set_gauge`
可计算	是

# Pressure regulation range — 压力控制范围
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

阀门的工作压力范围。压力控制范围定义了参数 Set pressure (gauge) 与阀门最大工作压力之间的差值。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为 Linear - Area vs. pressure.

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.01 MPa`
程序使用名称	`p_regulation_range`
可计算	是

# Maximum opening area — 全开阀门区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

全开位置时阀孔的横截面积。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Opening parameterization 设为。 Linear - Area vs. pressure.

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.0001 m^2`
程序使用名称	`max_valve_area`
可计算	是

# Leakage area — 阀门在完全关闭位置的间隙面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

阀门处于完全关闭位置时所有间隙的总和。任何小于此值的面积都等于指定的泄漏面积。该参数通过保持流动的连续性来提高数值解决方案的稳定性。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为 Linear - Area vs. pressure.

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`1.0e-10 m^2`
程序使用名称	`leakage_area`
可计算	是

# Cross-sectional area at ports A and B — 阀门的入口和出口面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

端口 A 和 B 的横截面积。该面积用于计算通过阀门的质量流量。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`port_area`
可计算	是

# Discharge coefficient — 流量系数

Details

考虑到理论流量中稀释损失的修正系数。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为 Linear - Area vs. pressure`或 `Tabulated data - Area vs. pressure.

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
可计算	是

# Critical Reynolds number — 层流雷诺数上限

Details

与流经阀门的层流上限相对应的雷诺数临界值。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为 Linear - Area vs. pressure`或 `Tabulated data - Area vs. pressure.

默认值	`150.0`
程序使用名称	`Re_critical`
可计算	是

# Smoothing factor — 平滑系数

Details

连续平滑系数，用于指定阀门处于近开和近关位置时流量响应的变化程度。设置一个小于 1 的非零值，以提高这些模式下模拟的稳定性。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 参数设置为 Linear - Area vs. pressure.

默认值	`0.01`
程序使用名称	`smoothing_factor`
可计算	是

# Pressure recovery — 是否考虑到面积扩大时压力的增加

Details

是否考虑流体从横截面积较小的区域流向横截面积较大的区域时压力增加的情况。

依赖关系

要使用此选项，请将 Opening parameterization 设置为 Linear - Area vs. pressure`或 `Tabulated data - Area vs. pressure.

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`pressure_recovery`
可计算	是

# Opening dynamics — 是否考虑阀门开启时的流量响应

Details

是否考虑阀门开启对流体系统的瞬态影响。检查 Opening dynamics 通过在流量响应中引入一阶滞后来近似阀门开启条件。模拟的开启动态受 *开启时间常数 * 参数控制。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`opening_dynamics`
可计算	是

# Opening time constant — 阀门开启时间常数
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

计算阀门开启动态延迟的时间常数。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Opening dynamics 。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.1 s`
程序使用名称	`tau`
可计算	是

# Pressure at port B (gauge) vector — 表格参数化区域的超压值矢量
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

用于阀门开启面积表格参数化的过压矢量。该矢量的元素必须与*开启区域矢量*的元素相对应。元素必须为正数，并按升序排列。数据块在数据点之间使用线性插值。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为 Tabulated data - Area vs. pressure.

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`[0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2] MPa`
程序使用名称	`delta_p_vector`
可计算	是

# Opening area vector — 用于表格参数化的开口面积值矢量
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

阀门开启面积矢量，用于表格化阀门开启面积参数。矢量的元素必须与 B 端口压力（压力表）矢量*的元素相对应。元素必须是正数，并按升序排列。程序块在数据点之间使用线性插值。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 参数设置为 Tabulated data - Area vs. pressure.

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`[1.0e-5, 8.0e-6, 6.0e-6, 4.0e-6, 2.0e-6, 1.0e-10] m^2`
程序使用名称	`valve_area_vector`
可计算	是

# Reference pressure at port A (gauge) — 端口参考压力 A
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

参考曲线所依据的端口 A 的恒定压力。该值通常与阀门的最大工作压力相对应。在模拟过程中，端口 A 的压力可以是任何压力。

依赖关系

要使用此参数，请将 Opening parameterization 设置为。 Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure.

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`1.5 MPa`
程序使用名称	`p_inlet_gauge_reference`
可计算	是

# Reference pressure at port B (gauge) vector — 端口参考压力 B
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

随着阀门开启面积的变化，参考曲线上端口 B 的压力值单调递减的矢量。第一个元素是阀门完全关闭时的最大参考压力。最后一个元素是参考控制压力。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Opening parameterization 设置为。 Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure.

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`[1.2, 1.0, 0.8, 0.6, 0.4, 0.2] MPa`
程序使用名称	`p_outlet_gauge_reference_vector`
可计算	是

# Reference volumetric flow rate vector — 用于表格参数化的体积流量矢量
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s

Details

通过阀门的单调递增参考流量值矢量。程序块使用该曲线计算阀门面积变化时的流量系数。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Opening parameterization 设置为 Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure.

计量单位	`m^3/s` \| `mm^3/s` \| `cm^3/s` \| `m^3/hr` \| `m^3/min` \| `l/hr` \| `l/min` \| `l/s` \| `gal/hr` \| `gal/min` \| `gal/s` \| `ft^3/hr` \| `ft^3/min` \| `ft^3/s`
默认值	`[1.0e-9, 1.8e-5, 6.6e-5, 0.00013, 0.0002, 0.00028] m^3/s`
程序使用名称	`Vdot_reference_vector`
可计算	是