单向阀 (G)
燃气管网中的止回阀。
类型: EngeeFluids.Gas.Valves.DirectionalControl.Check
图书馆中的路径:
|
说明
单向阀 (G) 装置是一个带有单向开启装置的节流孔,可防止不必要的回流。开启机构对压力做出反应,当从入口到孔口 A 到出口到孔口 B 的压降减小时,孔口打开。单向阀可保护上游部件免受下游发生的压力浪涌、温度浪涌和化学污染的影响。
当压力达到执行压力时,阀门开始打开,并持续打开直至压力控制范围结束。启动压力是阀门打开时必须克服的摩擦力或弹簧力造成的初始阻力。低于该阈值时,阀门处于关闭状态,只能允许泄漏流量。超过压力控制范围时,阀门完全打开,最大流量由瞬时压力条件决定。
流量可以是层流或紊流,并可达到声速。最大流速在阀座处达到,此处流量最窄,流速最快。当下游压降无法再提高流速时,流量达到临界模式和最大流速。当出口压力与进口压力之比达到阀门特定的临界值时,流量达到临界值。该装置不计算超音速流量。
控制压力和其他压力
阀门响应的压力为控制压力。默认控制压力是从入口到出口的压差。该设置可确保阀门在流向相反时关闭。
也可以将控制压力设置为入口超压。如果知道入口压力始终高于出口压力,请使用此设置。例如,入口连接到泵等压力源。
可以通过将 开启压力规格 设置为 端口 A 相对于端口 B 的压力差`或 `端口 A 的压力表压力
.
Pressure drop from port A to port B
如果参数 开启压力规格 设置为 `端口 A 相对于端口 B 的压力差`则
-
控制压力:
其中 和 分别是端口 A 和 B 的绝对压力。
-
触发压力 是参数 开裂压差 的值。
-
阀门全开时的最大阀门压力 - 参数 最大开启压差 的值。
端口 A_ 的过压
如果参数 开启压力规格 的值 `端口 A 的压力表压力`则:
-
控制压力:
其中 是区块气体特性 (G) 中规定的大气压力。
-
触发压力 是参数 开裂压力(表压) 的值。
-
阀门全开时的最大压力 - 参数 最大开启压力(表压) 的值。
阀门开启度
信号压力超过执行压力的程度决定阀门的开启程度。标准控制压力为
其中
-
- 控制压力;
-
- 启动压力;
-
- 阀门全开时的最大阀门压力。
开启度被标准化,当阀门完全关闭时为 "0",当阀门完全开启时为 "1"。如果计算返回值超出这些限制,程序块会将其等同于两个限制中最接近的一个。
阀门开启度:
其中 是参数 泄漏流量分数 的值。
Numerical smoothing
如果参数 平滑系数 的值不为零,程序块将对归一化控制压力 进行数值平滑处理。启用平滑功能有助于保持模拟的数值稳定性。
阀门参数化
阀块行为取决于参数 阀门参数化 :
-
Cv 流量系数
- 流量系数 决定了流量与压差的关系。 -
Kv 流量系数
- 流量系数 决定流量与压差的关系, 。 -
声导
- 稳态声导率决定了临界流量下的流通能力,即流速等于局部声速的条件。当出口压力与进口压力的比值达到临界压力比时,流量即达到临界值。 -
阀嘴面积
- 孔口面积决定流量。
该装置通过阀门开度来调整指定的流量。当阀门开度从 "0 "增加到 "1 "时,流量值从设定的最小值增加到设定的最大值。
脉冲存储
参数 阀门参数化 决定使用哪些公式计算流量。如果 阀门参数化 设置为 Cv 流量系数
,质量流量 将定义为
其中
-
- 是流量系数;
-
- 质量流量(千克/小时)、压力(巴)和密度(千克/米3)的常数,等于
27.3
; -
- 膨胀系数;
-
- 入口压力
-
- 出口压力;
-
- 入口密度。
膨胀系数定义如下
其中
-
- 是绝热指数与
1.4
的比值; -
- 是参数 xT 节流时的压差比系数 的值。
当压力比 超过参数值 层流压力比 , 时,会平稳过渡到使用线性化方程:
其中
当压力比 低于 时,流量将达到临界值,此时可使用该方程:
如果 阀门参数化 设置为 Kv 流量系数
,则设备使用相同的方程,但使用关系式 替换 为 。有关 阀门参数化 设置为 时质量流量方程的更多信息,请参阅 。 `Kv 流量系数`或 `Cv 流量系数`见[2] 和[3] 。
当 阀门参数化 设置为 声导
,则 的质量流量定义为
其中
-
- 声导率
-
- 临界压力比;
-
- 参数值 亚音速指数 ;
-
- 参数值 ISO 参考温度 ;
-
- 参数值 ISO 参考密度 ;
-
- 入口温度。
当压力比 超过参数值 层流压力比 , 时,会平稳过渡到使用线性化方程:
当压力比 低于临界压力比 时,流量变为临界值,并使用方程:
的值适用于气动系统。 声导
阀门参数化 的值适用于气动系统。如果将该值用于空气以外的气体,可能需要根据比重的平方根调整声导率值。
有关 阀门参数化 设置为 时质量流量方程的更多信息。 `声导`时,请参见[1]。
如果参数 阀门参数化 设置为 `阀嘴面积`时, 的质量流量定义为
其中
-
- 是孔口或阀门的面积; -
- 参数值 端口 A 和端口 B 的横截面积 ; -
- 参数值 放电系数 ; -
- 绝热值。
当压力比
当压力比
当参数 阀门参数化 设置为 `阀嘴面积`时,请参见[4].
质量守恒
假设组件内气体的体积和质量都很小,不考虑这些值,因此阀门内不会积聚气体。根据质量守恒原理,从一个端口进入的气体质量流量等于从另一个端口排出的气体流量:
其中
参数
参数
#
开启压力规格 —
用于控制阀门的压差
端口 A 相对于端口 B 的压力差
| 端口 A 的压力表压力
Details
定义阀门的控制开启压力。
该值 `端口 A 相对于端口 B 的压力差`将信号压力定义为端口 A 和端口 B 之间的压力差。
值 `端口 A 的压力表压力`将控制压力定义为入口超压。
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
#
开裂压差 —
打开阀门所需的压降
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
打开阀门所需的入口和出口之间的最小压差。该值标志着阀门压差范围的起始值,在此范围内阀门逐渐打开,允许流量增加。
依赖关系
要使用该参数,请将 开启压力规格 设置为 端口 A 相对于端口 B 的压力差
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
最大开启压差 —
阀门全开时的压差
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
阀门完全打开时入口和出口之间的压差。该值标志着阀门压差范围的终点,此时阀门逐渐打开,允许流量增加。
依赖关系
要使用该参数,请将 开启压力规格 设置为 端口 A 相对于端口 B 的压力差
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
开裂压力(表压) —
打开阀门所需的最小入口超压
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
打开阀门所需的最小入口过压(端口 A)。该值标志着阀门压差范围的起始值,在此范围内阀门逐渐打开,允许流量增加。
依赖关系
要使用该参数,请将 开启压力规格 设置为 端口 A 的压力表压力
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
最大开启压力(表压) —
最大入口超压
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
阀门完全打开时的最大入口过压(端口 A)。该值标志着阀门压差范围的终点,在此阀门逐渐打开,允许流量增加。如果在您的型号中,阀门没有按预期完全打开,可以尝试减小该参数值。
依赖关系
要使用该参数,请将 开启压力规格 设置为 端口 A 的压力表压力
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
阀门参数化 —
确定通过孔口的流量特性的方法
Cv 流量系数
| Kv 流量系数
| 声导
| 阀嘴面积
Details
质量流量计算方法的基础是:
-
Cv 流量系数
- 流量系数 。 -
Kv 流量系数
- 流量系数 ,其定义为 。 -
声导
- 稳态模式下的声导率。 -
阀嘴面积
- 孔口面积。
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
# 最大 Cv 流量系数 — 与最大孔口面积相对应的流量系数
Details
当孔口面积达到最大值时,流量系数的值为
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设置为 Cv 流量系数
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 最大 Kv 流量系数 — 与最大孔口面积相对应的流量系数
Details
孔口面积达到最大值时的流量系数
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设置为 Kv 流量系数
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
最大声导 —
与最大孔径面积相对应的声导率
l/(bar*s)
| gal/(min*psi)
| m^3/(Pa*s)
Details
孔口截面积最大时的声导率值。
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设置为 声导
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 临界压力比 — 临界压力比
Details
由当地声速决定的流量达到临界值和流速达到最大值时的压力比。
出口压力
依赖关系
要使用该参数,请将参数 阀门参数化 设置为 声导
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 亚音速指数 — 用于计算亚音速流动状态下质量流量的度值
Details
一个经验值,用于更精确地计算亚音速流动状态下的质量流量。
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设为 声导
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
ISO 参考温度 —
参考温度符合 ISO 8778 标准
K
| degC
| degF
| degR
| deltaK
| deltadegC
| deltadegF
| deltadegR
Details
ISO 8778 标准参考气氛中的温度。
只有在使用不同参考值获得的声导率值时,才需要调整 ISO 参考参数值。
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设置为 声导
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
ISO 参考密度 —
参考密度符合 ISO 8778 标准
g/cm^3
| kg/m^3
| lbm/gal
Details
ISO 8778 标准参考气氛中的密度。
只有在使用不同参考值获得的声导率值时,才需要调整 ISO 参考参数值。
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设置为 声导
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
最大孔口面积 —
与最大孔口面积相对应的流动截面积
m^2
| cm^2
| ft^2
| in^2
| km^2
| mi^2
| mm^2
| um^2
| yd^2
Details
孔口截面积最大时的最大截流面积。
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设置为 阀嘴面积
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 放电系数 — 流量系数
Details
修正系数是实际质量流量与理论质量流量之比。
依赖关系
要使用该参数,请将 阀门参数化 设置为 阀嘴面积
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 泄漏流量分数 — 成本率
Details
通过封闭孔口的流量与通过开放孔口的流量之比。
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 平滑系数 — 数值平滑因子
Details
连续平滑系数,通过修正孔口在接近打开和接近关闭位置的特性,确保顺利打开。
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# 层流压力比 — 气流在层流和湍流之间转换时的压力比
Details
气流在层流和湍流状态之间转换时的出口压力与进口压力之比。
典型值范围为 "0.995 "至 "0.999"。
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
端口 A 和端口 B 的横截面积 —
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
该面积用于计算通过端口的质量流量。
所有端口的尺寸相同。该参数的值必须与设备所连接组件的入口端口面积相匹配。
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |