Pilot-Operated Check Valve (G)

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气网中带有控制口的止回阀。

模块类型: EngeeFluids.Gas.Valves.DirectionalControl.PilotOperatedCheck

库中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Gas/Valves & Orifices/Directional Control Valves/Pilot-Operated Check Valve (G)

资料描述

座 Pilot-Operated Check Valve (G) 模拟具有强制开启机制的阀门，在激活时允许反向流动。止回阀是具有单向开启机构的开口，可防止倒流。

块的*X*口是作为强制开启机构的控制口。在正常操作中，控制端口处于非活动状态，阀门的行为就像一个止回阀。在止回阀中，只有当阀上的压力梯度从入口引导到出口时，开口才打开。打开开口防止回流，这需要一个反向压力梯度，并保护上游阀门组件免受压力浪涌，温度波动和化学污染。

在端口*X*中有足够的压力时，该装置会增加控制端口中的压力，并将阀门控制元件推出阀座，提供回流。之后，阀门打开以便在两个方向上流动，并且从出口到入口的反向压降确保在相反方向上流动。位于流路中的阀座确定阀是否打开。当阀座关闭时，流量被阻塞，阀门关闭。

阀在致动压力下开始打开并且继续打开直到压力控制范围结束。致动压力是阀门为了稍微打开而必须克服的摩擦或弹性力引起的初始阻力。低于该阈值，阀关闭并且仅允许泄漏流动。压力控制范围结束后，阀门全开，最大开度时的流量由瞬时压力值决定。

流动可以是层流或湍流，并且可以达到音速。在阀门的最小部分达到最大速度。流动变得临界，速度达到饱和时降低出口压力不能再增加速度。临界模式发生在背压比达到阀的临界值特性时。块不模拟超音速流动。

调节等压力参数

阀门的开度取决于控制压力和入口和出口之间的压力差。阀门的压力如下确定:

哪里

-控制压降;
-导频比;
-港口超压*A*;
-超压在端口*B*。

在仿真过程中，该装置确定端口中的压力相对于绝对零度。

控制压降可相对于入口、端口*A*或相对于环境设定。可通过设置参数来选择控制压降 Pilot pressure specification 价值 Pressure difference of port X relative to port A 或 Gauge pressure at port X.

如果值设置为 Gauge pressure at port X，控制压降为

哪里 -块内设定的大气压力 *气体特性 (G)*模型，和 -控制口中的绝对压力值。

如果值设置为 Pressure difference of port X relative to port A，控制压降为

哪里 -阀门入口处的绝对压力值，以端口*A*为单位。

如果为参数 Pilot configuration 值已设置 Rigidly connected pilot spool and poppet 控制阀芯传递控制压力的正力和负力，该装置使用因为它是在方程 . 如果为参数 Pilot configuration 值已设置 Disconnected pilot spool and poppet，所述控制阀芯仅传递所述控制压力的正力，并且限于正值。在方程为该块使用 .

阀门开启程度

控制压力超过致动压力的程度决定阀打开多少。阀门开度等于

哪里

-控制压力;
-参数中设定的驱动压力 Cracking pressure differential ;
-参数中设定的最大开启压力 Maximum opening pressure differential .

开度归一化，使其等于 0 随着阀门完全关闭和 1 阀门完全打开。如果计算返回超出此范围的值，则块将其等同于两个限制中最近的一个。

可数平滑

如果参数值为 Smoothing factor 非零，单位应用数值平滑的归一化控制压力 . 启用抗混叠有助于保持仿真的数值稳定性。

阀门参数化

块的行为取决于所选参数值。 Valve parameterization :

Cv flow coefficient -费用比率确定带宽。流量系数表征了在给定压降的影响下气体通过的容易程度。
Kv flow coefficient -费用比率，在哪里，定义了带宽。流量系数表征了在给定压降的影响下气体通过的容易程度。
Sonic conductance -静止模式下的声传导性决定了吞吐量。当流速等于局部声速时，声传导性决定了临界流中的吞吐量。临界模式发生在出口压力与入口压力之比达到临界值时，称为临界压力比。
Orifice area -孔的面积决定吞吐量。

该装置根据阀门打开的程度来调整设定的流量. 随着阀门开度从 0 以前 1 吞吐量指示符从设定的最小值缩放到设定的最大值。

质量流量方程

块方程取决于参数 Valve parameterization . 如果为参数 Valve parameterization 值已设置 Cv flow coefficient、大众消费等于

哪里

-费用比率;
-常数等于 27.3 对于以kg/h为单位的质量流量，以酒吧为单位的压力和以kg/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 .

块在压力比时平滑过渡到方程的线性化形式超过该值参数 Laminar flow pressure ratio :

哪里

压力比是什么时候下降较低，流动变得临界，块使用方程

如果为参数 Valve parameterization 值已设置 Kv flow coefficient，该块使用相同的方程，但替换上使用比率 . 有关值的质量流量方程的更多信息 Kv flow coefficient 和 Cv flow coefficient 参数 Valve parameterization 参见[2], << ansi-isa-75-01-01, [3]>>.

如果为参数 Valve parameterization 值已设置 Sonic conductance、大众消费等于

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。

块在压力比时平滑过渡到方程的线性化形式超过该值参数 Laminar flow pressure ratio :

压力比是什么时候低于临界压力比，流动变得关键，块使用方程

有关该值的质量流量方程的更多信息 Sonic conductance 参数 Valve parameterization 参见[1].

如果为参数 Valve parameterization 值已设置 Orifice area、大众消费等于

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。

块在压力比时平滑过渡到方程的线性化形式超过该值参数 Laminar flow pressure ratio :

压力比是什么时候下降较低，流动变得关键，块使用方程

有关该值的质量流量方程的更多信息 Orifice area 参数 Valve parameterization 参见[4]。

质量守恒

该块假定阀内气体的体积和质量非常小，并且没有考虑这些值。结果，气体不能积聚在阀中。根据质量守恒原理，通过一个端口进入阀门的气体的质量流量等于通过另一个端口退出的气体的质量流量:

哪里 -通过下标*A*或*B*指示的端口进入阀门的气体的质量流量。

节约能源

建模的分量是绝热的。气体与周壁之间没有热交换。当气体从入口移动到出口时，对其不进行任何工作。能量只能通过端口*A*和*B*通过对流传递。根据能量守恒原理，港口的能量流总和始终为零:

哪里 -通过端口*A*或*B*进入阀门的能量流。

假设和限制

价值 Sonic conductance 参数 *Valve parameterization 设计用于气动系统。如果此值用于空气以外的气体，则可能需要按相对密度的平方根来缩放声传导率。

*参数化方程 Orifice area 对于远非理想的气体来说不太准确。

*本机不模拟超音速流动。

港口

非定向

# A — 阀门入口
煤气

Details

与所述开口连接的非定向端口，当所述控制机构关闭时，在正常操作期间所述流量应通过该开口流入所述阀。只有在控制端口有足够的压力时，该端口才能作为出口。

程序使用名称

inlet

# B — 阀门出口
煤气

Details

与所述开口连接的非定向端口，当所述控制机构被禁用时，在正常操作期间所述流动应通过所述开口退出所述阀。

程序使用名称

outlet

# X — 管理端口
煤气

Details

连接到开口的非定向端口，当施加足够的压力时，通过该开口激活控制机构，该控制机构打开阀以进行反向流动。

程序使用名称

port_x

参数

主要的

# Pilot ratio — 控制端口的面积之比

Details

控制端口*X*的面积与输入端口*A*的面积之比。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`pilot_ratio`
可计算	是

# Valve parameterization — 参数化以确定流过孔的特性
Cv flow coefficient | Kv flow coefficient | Sonic conductance | Orifice area

Details

质量流量计算方法:

Cv flow coefficient -费用比率 .
Kv flow coefficient -费用比率，在哪里 .
Sonic conductance -稳态声传导性。
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

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

Details

入口压力之间的比值和出口压力，定义为在这一点上，流动变得至关重要。如果此值未知，则可以在ISA-75.01.01[3]. 否则，默认值为 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 价值 Cv flow coefficient 或 Kv flow coefficient.

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

# Critical pressure ratio — 临界压力比

Details

入口和出口压力的比率，在该流量变得临界和流速达到最大由当地的声速确定。压力比是出口压力除以入口压力。

依赖关系

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

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

# Maximum opening pressure differential — 阀门打开时的最大压降
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

阀打开时的最大压降。该差值等于从入口到出口的压降与控制压力乘以先导比的乘积之和。使用的控制压力取决于参数值 Pilot pressure specification .

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	`max_delta_p`
可计算	是

# Pilot configuration — 阀门几何形状
Rigidly connected pilot spool and poppet | Disconnected pilot spool and poppet

Details

机组在控制压力为负时采用的方法:

Rigidly connected pilot spool and poppet -控制阀芯传递控制压力的正力和负力，因此该装置使用因为它是。
Disconnected pilot spool and poppet -控制阀芯仅传递控制压力的正力，因此块限制正值。块将负值替换为零。

值	`Rigidly connected pilot spool and poppet` \| `Disconnected pilot spool and poppet`
默认值	`Rigidly connected pilot spool and poppet`
程序使用名称	`pilot_configuration`
可计算	无

# Cracking pressure differential — 阈值压力
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

阀开始打开的压降。该差值等于从入口到出口的压降与控制压力乘以先导比的乘积之和。使用的控制压力取决于参数值 Pilot pressure specification .

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	`delta_p_cracking`
可计算	是

# Discharge coefficient — 费用比率

Details

考虑理论流量中的放电损失的校正因子。

依赖关系

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

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
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

当可用于流动的横截面积最大时，声传导率的值是。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 价值 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

# 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压力比。压力比是出口压力除以入口压力。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

端口*A*和*B*处的横截面积。端口具有相同的大小。此参数的值必须对应于单元连接到的组件的入口的面积。

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 orifice area — 最大开放分量对应的流动面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

孔的横截面积是当可用于流动的横截面积处于其最大值时。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 价值 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	`max_orifice_area`
可计算	是

# Subsonic index — 在亚音速模式下计算质量流量的指数

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 价值 Sonic conductance.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`m`
可计算	是

# Maximum Cv flow coefficient — 比率对应于最大孔面积

Details

流系数的值时可用于流动的横截面积最大。该参数表征了气体在压降影响下通过装置的容易程度。

依赖关系

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

默认值	`4.0`
程序使用名称	`C_v_max`
可计算	是

Details

标准参考气氛中的温度，定义为 293.15 K根据ISO8778。

只有在使用其他参考值获得的声学电导率值时，才需要调整ISO参考参数的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 价值 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

# Maximum Kv flow coefficient — 比率对应于最大孔面积

Details

流系数的最大值时可用于流动的横截面积最大。该参数表征了气体在压降影响下通过装置的容易程度。

依赖关系

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

默认值	`3.6`
程序使用名称	`K_v_max`
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

标准参考气氛中的密度，定义为 1.185 kg/m³根据ISO8778。

只有在使用其他参考值获得的声传导率值时，才需要调整ISO参考参数的值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 价值 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

# Smoothing factor — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数，其在阀处于接近打开和接近关闭位置时引入基于流动特性的逐渐变化水平。设置小于一的非零值以增加这些模式下仿真的稳定性。

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

# Pilot pressure specification — 用于阀门控制的压差
Pressure difference of port X relative to port A | Gauge pressure at port X

Details

用于控制阀的压降。该装置使用此参数来确定阀门何时开始打开。

Pressure difference of port X relative to port A -阀门开启压力表示为从控制口*X*到入口*A*的压降。
Gauge pressure at port X -阀门开启压力表示为控制口处的过量压力，相对于环境压力测量。

值	`Pressure difference of port X relative to port A` \| `Gauge pressure at port X`
默认值	`Pressure difference of port X relative to port A`
程序使用名称	`p_control_type`
可计算	无

# Leakage flow fraction — 费用比率

Details

通过封闭孔的流速与通过开放孔的流速之比。

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

文学作品

ISO6358-3. «气动流体动力.使用可压缩流体的部件流速特性的测定.第3部分：系统稳态流速特性的计算方法». 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：安装条件下流体流量的流量大小方程». 2012.
P.打手。气动驱动器。_施普林格-Verlag柏林海德堡. 2007.