Poppet Valve (G)

气网络中的提升阀。

类型: EngeeFluids.Gas.Valves.FlowControl.Poppet

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Gas/Valves & Orifices/Flow Control Valves/Poppet Valve (G)

资料描述

座 Poppet Valve (G) 它是一个带有可移动球的开口，用于调节通过阀门的流量。在完全关闭位置，球靠在穿孔座上并完全阻挡气体在端口*A*和*B*之间的通过。球和阀座之间的区域是阀开启区域。

流动可以是层流或湍流，并且可以达到音速。最大速度发生在阀座，在那里流动是最窄和最快的。流在下游的压降不能再增加速度时达到临界模式和最大速度。当压降达到阀的临界值特性时,流动被阻塞. 单元不计算超音速流量。

球力学

该块模拟球的运动，但不是打开或关闭阀门的动力学。端口*L*处的信号表示归一化的球位移 . 请注意 —这是之间的偏移量的归一化值 0 和 1，其分别意味着全闭和全开阀。如果计算返回此范围之外的数字，则将此数字设置为等于最近的边界。

可数平滑

当*平滑因子*参数具有非零值时，块将数值平滑应用于归一化球位置。 . 启用抗混叠有助于保持仿真的数值稳定性。

开幕广场

阀门打开面积取决于*阀座几何形状*参数，这可能是相关的 锋利的，锋利的 或 圆锥形. *泄漏流量分数*参数是关闭状态下的阀门流量与打开状态下的流量之比。 *泄漏流量分数*参数允许球和阀座之间的小接触间隙在完全关闭位置。此参数还可确保求解器操作流程的连续性。

图中显示了不同阀座类型的提升阀。

poppet valve g 1 cn

有锋利边缘的座椅_

阀门开启面积计算如下

哪里

-球外缘与鞍座之间的距离;
-鞍形开口的半径，单位根据*孔口直径参数的值计算*;
-球的半径，该块从参数*球直径的值计算*;
是一个几何参数，计算为 .

最大偏移量限制开口面积:

对于任何球位移超过，价值是最大孔面积的值:

当端口*L*上的信号较少时 0，阀门关闭，*泄漏流量分数*参数确定质量流量。

[医]圆鞍_

阀门开启面积计算如下

哪里

-球外缘与鞍座之间的距离;
-锥角参数的值;
是一个几何参数，计算为，在哪里 -球的半径。

最大偏移量限制开口面积:

对于任何球位移超过，价值是最大孔面积的值:

当端口*L*上的信号较少时 0，阀门关闭，*泄漏流量分数*参数确定质量流量。

阀门参数化

块行为取决于参数 Valve parameterization :

Cv flow coefficient -费用比率确定吞吐量对压降的依赖性;
Kv flow coefficient -费用比率确定吞吐量对压降的依赖性, ;
Sonic conductance -稳态声传导性决定了临界流量的吞吐量，即流速等于局部声速的条件。当出口压力与入口压力之比达到称为临界压力比的值时，流量变得临界。;
Orifice area based on geometry -流量限制的大小决定吞吐量。

单元根据阀门开度来缩放设定流量。当增加阀门打开的程度从 0 以前 1 吞吐量指示符从设定的最小值增加到设定的最大值。

质量流量的计算

参数 Valve parameterization 确定将使用哪些方程来计算流量。如果为参数 Valve parameterization 值设置 Cv flow coefficient，那么大众消费将被定义为

哪里

-费用比率;
-阀门开启面积;
-阀门全开时的最大面积;
-常数等于 27.3 对于以千克/小时为单位的质量流量、以巴为单位的压力和以千克/m3³为单位的密度;
-膨胀系数;
-入口压力;
-出口压力;
-入口处的密度。

膨胀系数定义为

哪里

-绝热指数与绝热指数之比 1.4;
-参数值 xT pressure differential ratio factor at choked flow .

压力比是什么时候超过参数的值 Laminar flow pressure ratio , ，有一个平滑过渡到使用线性化方程:

哪里

压力比是什么时候下降较低，流动变得临界，并使用方程

如果为参数 Valve parameterization 值设置 Kv flow coefficient，然后该块使用相同的方程，但替换上使用关系 . 当参数时，有关质量流量方程的更详细信息 Valve parameterization 值设置 Kv flow coefficient 或 Cv flow coefficient，在[2]和[3]中给出。

如果为参数 Valve parameterization 值设置 Sonic conductance，那么大众消费定义为

哪里

-声学传导性;
-临界压力比;
-参数值 Subsonic index ;
-参数值 ISO reference temperature ;
-参数值 ISO reference density ;
-入口处的温度。

压力比是什么时候超过参数的值 Laminar flow pressure ratio , ，有一个平滑过渡到使用线性化方程:

压力比是什么时候低于临界压力比，流动变得临界，并使用方程

当参数时，有关质量流量方程的更详细信息 Valve parameterization 值设置 Sonic conductance，在[1]中给出。

如果为参数 Valve parameterization 值设置 Orifice area based on geometry，那么大众消费定义为

哪里

-阀门开启面积;
-参数值 Cross-sectional area at ports A and B ;
-参数值 Discharge coefficient ;
-绝热指数。

压力比是什么时候超过参数的值 Laminar flow pressure ratio , ，有一个平滑过渡到使用线性化方程:

压力比是什么时候下降较低，流动变得临界，并使用方程

当参数时，有关质量流量方程的更详细信息 Valve parameterization 值设置 Orifice area based on geometry，在[4]中给出。

质量守恒

假设阀门内部气体的体积和质量非常小，并且没有考虑到这些值，因此气体不能在阀门中积聚。根据质量守恒原理，通过一个端口进入的气体的质量流量等于通过另一个端口退出的气体的流量。:

哪里和 -分别在端口*A*和*B*处的质量流量。

节约能源

阀为绝热部件。气体与阀壁之间没有热交换。当气体通过阀门时，对其不做功。在这些假设下，能量只能通过端口*A*和*B*通过对流进入和退出阀门。根据能量守恒原理，流经端口的能量之和始终为零:

哪里和 -分别通过端口*A*和*B*进入阀门的能量流。

假设和限制

意义 Sonic conductance 参数 Valve parameterization 设计用于气动系统。如果该参数用于空气以外的气体，则可能需要通过相对密度的平方根来调整声传导率值。
参数化方程 Orifice area based on geometry 它对于远非理想的气体具有较低的精度。
该块不模拟超音速流动。

港口

非定向

# A — 气体端口
煤气

Details

气体进入或退出的孔。

程序使用名称

port_a

# B — 气体端口
煤气

Details

气体进入或退出的孔。

程序使用名称

port_b

输入

# L — 归一化球位移
[0,1]范围内的标量

Details

球的归一化位移。球的位置由最大位移归一化。意义 0 对应于一个全闭阀，和值 1 -完全打开。

数据类型	`漂浮64`
复数支持	非也。

参数

Parameters

# Valve seat geometry — 阀座的几何形状
Sharp-edged | Conical

Details

阀座的几何形状。阀门开启面积的计算取决于该参数的值。

值	`Sharp-edged` \| `Conical`
默认值	`Sharp-edged`
程序使用名称	`seat_type`
可计算	无

# Ball diameter — 球的直径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

球的直径，这是控制元件。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.01 m`
程序使用名称	`ball_diameter`
可计算	是

# Orifice diameter — 阀门开口直径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

永久阀开口的直径。对于阀座的圆锥形几何形状，该参数的值是阀座底座的直径。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.007 m`
程序使用名称	`orifice_diameter`
可计算	是

# Valve parameterization — 限定流过孔的特性的方法
Orifice area based on geometry | Cv flow coefficient | Kv flow coefficient | Sonic conductance

Details

计算质量流量的方法基于:

Cv flow coefficient -费用比率 ;
Kv flow coefficient -费用比率，其定义为 ;
Sonic conductance -稳态下的声传导性;
Orifice area based on geometry -流量限制的大小。

值	`Orifice area based on geometry` \| `Cv flow coefficient` \| `Kv flow coefficient` \| `Sonic conductance`
默认值	`Orifice area based on geometry`
程序使用名称	`valve_parameterization`
可计算	无

# Discharge coefficient — 过期率

Details

校正因子是实际质量流量与理论质量流量之比。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Orifice area based on geometry.

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
可计算	是

# Leakage flow fraction — 成本比率

Details

通过封闭孔和通过开放孔的流量之比。

默认值	`1.0e-6`
程序使用名称	`leakage_fraction`
可计算	是

# Smoothing factor — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数，其通过校正几乎打开和几乎关闭位置中的孔的特性来确保平滑打开。

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

# Laminar flow pressure ratio — 流动在层流和湍流模式之间转换的压力比

Details

流动在层流和湍流模式之间转换的出口压力与入口压力之比。

典型值范围从 0.995 以前 0.999.

默认值	`0.999`
程序使用名称	`B_laminar`
可计算	是

# Cross-sectional area at ports A and B — 阀的入口或出口处的区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

在计算通过端口的质量流量时使用此区域。

端口具有相同的大小。该参数的值必须对应于单元所连接的组件入口的面积。

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

# Maximum Cv flow coefficient — 最大开口面积对应的流量

Details

流系数的值时，孔的横截面积最大。流量系数决定了吞吐量对压降的依赖性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Cv flow coefficient.

默认值	`4.0`
程序使用名称	`C_v_max`
可计算	是

# xT pressure differential ratio factor at choked flow — 临界压降比

Details

入口压力之比和出口压力，定义为在这一点上，流动变得至关重要。如果不知道该值，可以在ISA-75.01.01中的表2中找到。 [3]. 默认值 0.7 适用于许多阀门。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Cv flow coefficient.

默认值	`0.7`
程序使用名称	`delta_p_ratio_C_v`
可计算	是

# Maximum Kv flow coefficient — 最大开口面积对应的流量

Details

流系数的值, 时，孔的横截面积最大。流量系数决定了吞吐量对压降的依赖性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Kv flow coefficient.

默认值	`3.6`
程序使用名称	`K_v_max`
可计算	是

# xT pressure differential ratio factor at choked flow — 临界压降比

Details

入口压力之比和出口压力，定义为在这一点上，流动变得至关重要。如果不知道该值，可以在ISA-75.01.01[3]中的表2中找到。默认值 0.7 适用于许多阀门。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Kv flow coefficient.

默认值	`0.7`
程序使用名称	`delta_p_ratio_K_v`
可计算	是

# Maximum sonic conductance — 对应于最大孔面积的声传导率
l/(bar*s) | gal/(min*psi) | m^3/(Pa*s)

Details

声波传导率的值，当孔的横截面积最大时。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

计量单位	`l/(bars)` \| `gal/(minpsi)` \| `m^3/(Pa*s)`
默认值	`12.0 l/(bar*s)`
程序使用名称	`C_max`
可计算	是

# Critical pressure ratio — 临界压力比

Details

流动变得临界和流速达到由局部声速确定的最大值的压力比。出口压力之间的比值和入口压力 : .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

默认值	`0.3`
程序使用名称	`B_critical_linear`
可计算	是

# Subsonic index — 用于计算亚音速流模式下的质量流率的程度的值

Details

用于在亚音速流动模式下更精确地计算质量流量的经验值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`m`
可计算	是

Details

ISO8778标准中的标准参考气氛中的温度。

ISO参考参数值只有在使用具有优异参考值的声传导率值时才需要调整。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`293.15 K`
程序使用名称	`T_reference`
可计算	是

# ISO reference density — 参考密度根据ISO8778
kg/m^3 | g/m^3 | g/cm^3 | g/mm^3 | lbm/ft^3 | lbm/gal | lbm/in^3

Details

ISO8778标准中的标准参考气氛中的密度。

ISO参考参数值只有在使用具有优异参考值的声传导率值时才需要调整。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

计量单位	`kg/m^3` \| `g/m^3` \| `g/cm^3` \| `g/mm^3` \| `lbm/ft^3` \| `lbm/gal` \| `lbm/in^3`
默认值	`1.185 kg/m^3`
程序使用名称	`rho_reference`
可计算	是

# Cone angle — 圆锥座的角度。
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

圆锥鞍座向其中心线倾斜所成的角度。

依赖关系

要使用此参数，请将*阀座规格*参数设置为 圆锥形.

计量单位	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
默认值	`120.0 deg`
程序使用名称	`cone_angle`
可计算	是

文学作品

ISO6358-3。 "Pneumatic fluid power-Determination of flow-rate characteristics of components using compressible fluids-Part3:Method for calculate-state flow rate characteristics of systems". 2014.
IEC60534-2-3. 工业过程控制阀第2-3部分：流量-测试程序。 2015.
ANSI/ISA-75.01.01. 工业过程控制阀-第2-1部分：在安装条件下流体流动的流量容量—尺寸方程。 2012.
P.打手。 "气动驱动器。_"Springer-Verlag柏林海德堡。 2007.