Temperature Control Valve (G)

气网中的温控阀。

类型: EngeeFluids.Gas.Valves.FlowControl.Temperature

图书馆中的路径:

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

资料描述

座 Temperature Control Valve (G) 是具有恒温器作为流量控制机构的开口。温控器包含温度传感器和开启机构。传感器位于输入端，对温度变化作出反应，延迟很小，由一阶时间延迟固定。

当传感器检测到温度超过设定的致动值时，开启机构被触发，阀门开始打开或关闭，这取决于参数设定的工作模式。 Valve operation . 开口面积的变化持续到阀的温度范围的极限，超过该极限，开口面积变得恒定。在温度范围内，开口面积是温度的线性函数。

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。

温度控制

入口温度读数是阀门的控制信号。温度读数超过工作温度越多，当阀门最大程度关闭时，打开区域偏离的区域越多，如果对于参数 Valve operation 值设置 Opens above activation temperature，或从与阀门全开的区域，如果为 Valve operation 值设置 Closes above activation temperature.

温度传感器读数与触发温度之间的差异是温度释放。单元将该变量归一化为阀门的温度控制范围。阀门开启程度为

哪里

-参数值 Activation temperature ;
-温度传感器读数:
- 如果为参数 Temperature sensing 值设置 Valve inlet temperature 然后 -这是阀门入口处的温度;
- 如果为参数 Temperature sensing 值设置 Gas sensing port 然后 -这是在其连接到端口*T点的气体网络的温度*;
- 如果为参数 Temperature sensing 值设置 Thermal sensing port 然后 —这是加热网络在其连接到端口*T点的温度*;
-参数值 Temperature regulation range .

计算平滑

当参数 Smoothing factor 具有非零值，所述块对阀打开程度应用数值平滑。 . 启用抗混叠有助于保持仿真的数值稳定性。

传感器的动态特性_

为了模拟一个只能逐渐检测温度变化的真实温度传感器，该装置在温度读数上增加了一阶时间延迟。 . 该时间延迟为传感器增加了对温度变化的瞬态响应。表达为它有表格

哪里

-仿真当前时间步长下的实际入口温度;
-参数值 Sensor time constant . 该参数越低，传感器反应越快。

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 -孔的面积决定吞吐量。

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。

动量守恒

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;
-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，则质量流量定义为

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，那么大众消费定义为

哪里

-孔或阀门的面积;
-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，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，对其不进行任何工作。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。如果此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 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 — 阀门入口
煤气

Details

阀入口相连通的气体端口。

程序使用名称

port_a

# B — 阀门出口
煤气

Details

阀出口连接的气体端口。

程序使用名称

port_b

# T — 气体网络温度传感器
煤气

Details

与温度传感器连接的非定向气体端口。没有质量或能量流通过这个端口. *T*端口确定气体网络中的温度。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Temperature sensing 意义 Gas sensing port.

程序使用名称

gas_sensing_port

# T — 热网温度传感器
温暖

Details

与温度传感器连接的非定向热口。没有质量或能量流通过这个端口. *T*端口确定加热网络中的温度。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Temperature sensing 意义 Thermal sensing port.

程序使用名称

thermal_sensing_port

参数

Parameters

# Valve operation — 开幕广场变化的标志
Opens above activation temperature | Closes above activation temperature

Details

温度升高引起的开口面积变化的标志。开口面积可以随着温度的升高而增大或减小。该变化从操作温度开始，并在阀门控制的整个温度范围内加热时继续。

默认值 Opens above activation temperature 对应于当温度升高时打开的常闭阀。第二个值 Closes above activation temperature 对应于在相同温度下关闭的常开阀。

值	`Opens above activation temperature` \| `Closes above activation temperature`
默认值	`Opens above activation temperature`
程序使用名称	`operation`
可计算	无

# Temperature sensing — 控制阀门温度的测量方法
Valve inlet temperature | Gas sensing port | Thermal sensing port

Details

单元用于测量控制阀门的温度的方法:

Valve inlet temperature -入口温度用于控制阀门。
Gas sensing port -气体传感器上的温度*T*用于控制阀门。将此端口连接到气体网络的任何部分，以使用此温度来控制阀门。 *T*端口仅用作传感器，没有气流通过它。
Thermal sensing port -热传感器上的温度*T*用于控制阀门。将此端口连接到加热网络的任何部分，以使用此温度来控制阀门。 *T*端口仅用作传感器，与环境没有热交换。

值	`Valve inlet temperature` \| `Gas sensing port` \| `Thermal sensing port`
默认值	`Valve inlet temperature`
程序使用名称	`temperature_sensing_port_type`
可计算	无

Details

开启机构被触发的温度。当加热到这个温度以上时，阀门会打开或关闭，具体取决于参数值。 Valve operation . 开口面积在阀的整个温度控制范围内变化。

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`330.0 K`
程序使用名称	`T_activation`
可计算	是

Details

阀开口面积根据温度而变化的温度控制范围。

阀门面积变化的间隔从阀门的工作温度开始 Activation temperature 并以触发温度之和结束 Activation temperature 和监管的范围 Temperature regulation range .

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`8.0 deltaK`
程序使用名称	`T_range`
可计算	是

# Sensor time constant — 在输入传感器上记录温度变化的时间
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

在输入传感器上记录温度变化的典型时间。该参数定义了变化开始与其稳定测量之间的延迟，该测量是随着传感器接近新的稳定状态而进行的。意义 0 这意味着传感器对温度变化做出即时响应。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`1.5 s`
程序使用名称	`tau`
可计算	是

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

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 -孔的区域。

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

# 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。如果不知道此值，则可以在ISA-75.01.01中的表2中找到它。 [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

# 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 Kv flow coefficient — 最大开口面积对应的流量

Details

流量系数的值时，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参考参数值仅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。

只有在使用具有优良参考值的声传导率值时，才需要调整ISO参考参数值。

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

# Maximum orifice area — 与最大开口面积相对应的流动通路段的面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

流的最大横截面积是当开口的横截面积最大时。

依赖关系

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

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	`orifice_area_max`
可计算	是

# Discharge coefficient — 费用比率

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.

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
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：在安装条件下的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.