Pressure Relief Valve (TL)

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导热油网中的安全阀。

类型: EngeeFluids.ThermalLiquid.Valves.PressureControl.Relief

图书馆中的路径:

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

说明

Pressure Relief Valve (TL) 装置是一个泄压阀，用于给供热管网减压。当压力低于设定压力值时，阀门关闭。当压力达到或超过设定压力值时，阀门打开。设定压力是端口 A 和 B 之间或端口 A 和大气压力之间跨阀的临界压降。控制压力大于设定压力会导致阀门逐渐打开，从而释放流体网络中的过剩压力。

压力控制

当 Opening parameterization 设置为 `Linear - Area vs. pressure`时，归一化压力决定开启面积。归一化压力定义为

其中

- 是控制压力。如果 Pressure control specification 设置为 Pressure differential，则控制压力为。如果 Pressure control specification 设置为 `Pressure at port A`时，控制压力为 A 端口压力与大气压力之差；
- 设定压力。如果 Pressure control specification 设置为 `Pressure differential`则为 设定压差*参数的值。如果 *Pressure control specification 设置为 `Pressure at port A`则为参数 Set pressure (gauge) 的值；
- 最大压力控制范围，定义为，其中是参数 Pressure regulation range 的值。

参数化：压力相关区域

如果参数 Opening parameterization 设置为 `Linear - Area vs. pressure`或 `Tabulated data - Area vs. pressure`时，质量流量为

其中

- 是流量系数，参数值 Discharge coefficient ；
- 是阀门的瞬时开启面积；
- 参数值 Cross-sectional area at ports A and B ；
- 液体的平均密度；
- 压降。

临界压降是根据临界雷诺数的值确定的压降，该值由参数 Critical Reynolds number 给出，是层流与湍流之间的过渡点。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。

压力损失描述了由于阀门面积减小而在阀门中产生的压力降，计算公式为

压力恢复允许考虑因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`时，开启面积为

其中

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

该图显示了程序块如何通过线性参数化来控制阀门的开启区域。

pressure compensator valve il 2

在线性参数化过程中，当阀门处于接近打开或接近关闭位置时，可以通过调整参数 Smoothing factor 来保持模拟的数值稳定性。如果 Smoothing factor 参数不为零，则可确保控制压力在和之间平稳变化。

如果 Opening parameterization 设置为 `Tabulated data - Area vs. pressure`时，程序块计算的开启面积为

其中

;
- 参数 压差矢量 或 开启压力（表）矢量 的值，取决于参数 Pressure control specification 的值；
- 是时阀门开始关闭时的内部压力变化；
- 是阀门开始关闭时内部压力的变化。

该图显示了程序块如何使用表格参数化方式控制阀门的开启面积。

pressure compensator valve il 4

参数化：作为压力函数的体积流量

如果参数 Opening parameterization 设置为 `Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure`时，阀门根据用户提供的表中体积流量和端口 A 与端口 B 之间的压降打开。

质量流量定义为

其中

- 体积流量；
- 液体的平均密度。

该装置利用质量流量和压力之间的关系进行计算：

其中

开幕动态

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 * 开启时间常数 * 计算得出：

默认情况下，复选框 Opening dynamics 未被选中。

能量存储

阀门中的能量守恒方程为

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。

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，对应阀门出口。

程序使用名称

outlet

参数

# Opening parameterization — 阀门开度计算方法
Linear - Area vs. pressure | Tabulated data - Area vs. pressure | Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure

Details

阀门开度建模方法。阀门开度的参数可以是线性参数，也可以使用面积与压降相关的数值表。

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

# Pressure control specification — 用于控制阀门的压差
Pressure differential | Pressure at port A

Details

设定阀门控制压差的方法。如果该参数设置为 Pressure at port A，设备仅使用端口 A 的压力来确定流量压力是否超过 Set pressure (gauge) 的值。如果该参数设置为 Pressure differential ，设备将使用 设置压差 * 来确定端口 *A 至端口 B 的压差是否超出范围。

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.

值	`Pressure differential` \| `Pressure at port A`
默认值	`Pressure at port A`
程序使用名称	`opening_pressure_type`
可计算	是

# Set pressure (gauge) — 触发开启机制的超压
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

开启机构启动时的压力。在阀门的整个压力控制范围内，开启区域保持不变。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为 Linear - Area vs. pressure`并将 Pressure control specification 设置为 `Pressure at port A`或将 Opening parameterization 设置为 `Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure.

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.1 MPa`
程序使用名称	`p_set_gauge`
可计算	是

# Pressure regulation range — 阀门的工作压力范围
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

阀门的工作压力范围。阀门在设定压力值时开始打开，在工作范围的最大值时完全打开，其中。

依赖关系

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

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.15 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 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

阀门全开位置的面积。

依赖关系

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

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
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 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

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` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
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 — 阀门入口或出口的面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

入口和出口端口 A 和 B 的横截面积。该面积用于计算通过阀门的质量流量。

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.

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
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

校正系数是实际质量流量与通过阀门的理论质量流量之比。

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

通过阀门的层流雷诺数上限。

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 — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数通过修正阀门在接近开启和接近关闭位置的特性来实现平稳开启。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 设置为 Linear - Area vs. pressure`或 `Tabulated data - Area vs. pressure.

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

# Pressure recovery — 考虑到区域扩张时的压力上升

Details

确定流体从较小截面积流向较大截面积时是否考虑压力上升。

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

# Opening dynamics — 考虑阀门开启动态

Details

确定是否应考虑阀门开启对流体系统造成的瞬态影响。选中 Opening dynamics 会给阀门信号压力带来一阶滞后。开启时间常数*参数定义开启动态。

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

# Set pressure differential — 最小压降
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

打开阀门所需的端口 A 和 B 之间的最小压降。如果压差超过此值，阀门会逐渐打开，直至达到全开状态。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为以下值 Linear - Area vs. pressure`并将 Pressure control specification 设置为 `Pressure differential.

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.0 MPa`
程序使用名称	`delta_p_set`
可计算	是

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

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

# Pressure differential vector — 表格参数化的压差值
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

用于表格化阀门开启面积参数的压差值矢量。根据所选参数化类型，矢量元素与参数 * 开启面积矢量* 或参数 * 容积流量矢量* 中的矢量元素相对应。元素以升序排列，且必须大于 0。表中数据点之间使用线性插值。

该参数的第一个元素是阀门开始打开时的压力值。最后一个元素是阀门完全打开时的最大压力。这两个值之间的差值就是阀门的压力控制范围。

依赖关系

使用该参数时

将参数 Opening parameterization 设置为 Tabulated data - Area vs. pressure`并将 Pressure control specification 设置为 `Pressure differential.
将 Opening parameterization 设置为 Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure.

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
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 — 用于表格参数化的阀门开启面积值矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

用于表格参数化的阀门开启面积值矢量。该矢量中的值与*压差矢量*中的矢量元素相对应。元素按升序排列，且必须大于 "0"。表格数据点之间采用线性插值。

依赖关系

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

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

# Opening pressure (gauge) vector — 表格参数化的表压值
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

用于阀门开启面积表格参数化的超压值矢量。矢量元素与参数 * 打开区域矢量 * 中的矢量元素相对应。元素按升序排列，且必须大于 0。表格数据点之间采用线性插值。

该参数的第一个元素是阀门开始打开时的压力值。最后一个元素是阀门完全打开时的最大压力。这两个值之间的差值就是阀门的压力控制范围。

依赖关系

要使用该参数，请将 Opening parameterization 设置为 Tabulated data - Area vs. pressure`并将 Pressure control specification 设置为 `Pressure at port A.

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`[0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2] MPa`
程序使用名称	`p_gauge_vector`
可计算	是

# Volumetric flow rate vector — 用于表格参数化的体积流量矢量
m^3/s | m^3/h | cm^3/s | mm^3/s | ft^3/s | lpm | l/s | gpm | gal/s | gal/h

Details

用于表格参数化的体积流量矢量。该矢量中的数值与*压差矢量*中的矢量元素相对应。这些元素按升序排列。

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` \| `m^3/h` \| `cm^3/s` \| `mm^3/s` \| `ft^3/s` \| `lpm` \| `l/s` \| `gpm` \| `gal/s` \| `gal/h`
默认值	`[1.0e-9, 3.6e-5, 8.9e-5, 0.00015, 0.00023, 0.00031] m^3/s`
程序使用名称	`Vdot_vector`
可计算	是

Pressure Relief Valve (TL)

说明

压力控制

参数化： 压力相关区域

参数化：作为压力函数的体积流量

开幕动态

能量存储

端口

非定向

参数

参数

参数化：压力相关区域