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泄压阀 (IL)

等温流体网络中的安全阀。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Valves.PressureControl.Relief

pressure relief valve il

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Pressure Control Valves/Pressure Relief Valve (IL)

说明

压力释放阀（IL）装置是一种压力释放阀，用于释放等温流体网络中的压力。当压力低于压力设定点时，阀门关闭。当压力达到或超过设定压力时，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。有关基于其他流体系统组件的压力控制，请参见程序块压力补偿阀 (IL) 。

压力控制

对于线性参数化，决定阀门开启面积的归一化压力 取决于参数 *控制设定压力 * 的值。

如果未选择*控制设定压力*复选框，且*开启参数化*设置为 "线性 - 面积与压力"，则归一化压力定义为

其中

  • - 是控制压力。如果 * 打开压力规格 * 设置为 "压差"，则控制压力为 。如果 * 打开压力规格 * 设置为 "端口 A 压力"，则控制压力为端口 A 压力与大气压力之差；

  • - 设定压力。如果 *开启压力规格 * 设置为 "压差"，则 为 *设定压差 * 的值。如果*开启压力规格*设置为 "端口 A 的压力"，则 为*设置压力（表压）*参数的值；

  • - 最大压力调节范围，定义为 ，其中 是*压力调节范围*参数的值。

如果选中 受控设定压力 复选框，则归一化压力定义为

其中

  • - 是 Ps 端口的信号值；

  • 其中 是*压力调节范围*的值；

  • - 端口 A 和 B 之间的压降， 。

开启参数

质量流量取决于*控制设定压力*和*开启参数*参数的值。

开启参数化：压力相关区域

如果选中或未选中*控制设定压力*，且*开启参数化*设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "表格数据 - 面积与压力关系"，则质量流量如下所示

其中

  • - 流量系数，即 * 排放系数 * 参数的值；

  • - 是阀门的瞬时开启面积；

  • - 端口 A 和 B 的横截面积；

  • - 平均液体密度；

  • - 压降。

临界压降 是根据*临界雷诺数*参数给出的临界雷诺数 值确定的压降，它是层流与湍流之间的过渡点：

压力损失 描述了由于阀门面积减小而导致的跨阀压力降，计算公式如下：

压力恢复允许您计算因面积增加而导致的阀门压力正变化。要忽略压力恢复，请取消选中*压力恢复*方框。在这种情况下，压力损失 。

如果选中或未选中*控制设定压力*复选框，且*开启参数化*设置为 "线性 - 面积对压力"，则开启面积如下所示

其中

  • - 泄漏面积*参数的值；

  • - 是*最大开启面积*参数的值。

当阀门处于线性参数化中的近开或近关位置时，可以通过调整*平滑系数*参数来保持模拟的数值稳定性。如果*平滑系数*不为零，则可确保控制压力在 和 之间平稳变化。

如果未选中*控制设定压力*复选框，且*开启参数化*参数设置为 "制表数据 - 面积与压力对比"，则 的值将根据*压力控制规范*参数的值，从*开启面积矢量*参数相对于*压差矢量*或*开启压力（表）矢量*参数进行内插。如果平滑系数不为零，设备还会使用平滑归一化压力，并进行线性插值和外推至最近点。

参数化：与压力相关的体积流量。

如果未选择*控制设定压力*复选框，且*开启参数化*设置为 "制表数据 - 体积流量与压力关系"，则阀门将根据用户提供的制表体积流量以及*A*和*B*端口之间的压差开启。

质量流量定义为

其中

  • - 是液体的平均密度；

  • - 阀门上的压降；

  • 其中

    • - 流量系数；

    • - 临界雷诺数；

    • - 运动粘度。

在此参数设置中， 和 的固定值分别为 "0.64 "和 "150"。

压差值在表格数据范围内：

其中

  • - 是*压差矢量*参数的值；

  • 其中 是*容积流量矢量*参数的值。

如果在模拟过程中，压降值小于*压差矢量*参数的第一个元素 ：

其中 是 * 容积流量矢量 * 的第一个元素。

如果在模拟过程中压差大于*压差矢量*的最后一个元素， ：

其中 是 * 容积流量矢量 * 参数的最后一个元素。

质量守恒

质量守恒方程：

其中 是通过端口进入阀门的质量流量，用下标 A 或 B 表示。

开启动态

如果选中*开启动态*复选框，则会在阀门开启时的流量响应中引入延迟， 成为动态开启面积 ，否则， 为稳态开启面积。动态控制压力的导数由 开启时间常数 计算得出：

打开动态*复选框默认为未选中。

港口

非定向

A - 等温液体端口
等温液体

等温液体口，对应阀门入口。

B - 等温液体口
等温液体口

等温液体口，对应阀门出口。

入口

Ps - 设定压力信号
尺度

为受控阀门操作设置压力端口。

依赖关系

要使用此端口，请选择 受控设定压力 复选框。

参数

受控设定压力 - 启用端口以设定设定压力
已禁用（默认） | 已启用

如果未选中复选框，阀门将在固定的压力控制范围内或根据提供的表中压差和开启面积线性开启。

如果选中复选框，阀门将在固定压力控制范围内根据 Ps 端口的设定压力信号打开。

开度参数化 - 计算阀门开度的方法
| 线性 - 面积与压力的关系（默认） | `表格数据 - 面积与压力的关系 | `表格数据 - 体积流量与压力的关系

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。

依赖关系

要使用该参数，请取消选中 受控设定压力 框。

开启压力规格 - 用于控制阀门的压差
压差（默认）"｜"端口 A 的压力"。

定义控制压力。压差 "值将控制压力定义为端口 A 和 B 之间的压差。端口 A 的压力 "值将控制压力定义为端口 A 的压力与大气压力之差。

依赖关系

要使用该参数，请取消选中 受控设定压力 并将 开启参数化 设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "表格数据 - 面积与压力关系"。

设定压力（表压） - 设定压力
0.1兆帕（默认值）` | `正标量'。

超过该压力时阀门将被致动。当控制压力为 A 端口与大气压力之间的压差时，将设置此压力。

依赖关系

要使用该参数，请取消选中 *受控设定压力 *，将 *开启参数化 * 设置为 "线性 - 面积对压力"，并将 *开启压力规格 * 设置为 "端口 A 的压力"。

设置压差 - 设置压力
0.01兆帕（默认值）"｜"正标量"。

阀门启动时的压差。当控制压力为端口 A 和 B 之间的压差时，将设置此压力。

依赖关系

要使用该参数，请取消选中 *受控设定压力 *，将 *开启参数化 * 设置为 "线性 - 面积对压力"，并将 *开启压力规格 * 设置为 "压差"。

压力调节范围 - 阀门的工作压力范围
0.1MPa（默认值）"｜"正标量"。

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

使用该参数时

  • 选择 受控设定压力 复选框。

  • 取消选中 受控设定压力 并将 开启参数化 设置为 "线性 - 面积与压力"。

最大开启面积 - 阀门完全开启的面积
1e-4 m²（默认）"｜"正标量"。

阀门全开位置的横截面积。

依赖关系

使用该参数时

  • 选择 受控设定压力 复选框。

  • 取消选中 受控设定压力 并将 开启参数化 设置为 "线性 - 面积与压力"。

泄漏面积 - 完全关闭位置的阀门间隙面积
1e-10 m²（默认）"｜"正标量"。

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的稳定性。

依赖关系

使用该参数时

  • 选择 受控设定压力 复选框。

  • 取消选中 受控设定压力 并将 开启参数化 设置为 "线性 - 面积与压力"。

开启压力（表）矢量 - 表格参数化的超压值
[0.2:0.2:1.2…​]兆帕（默认值）` | `矢量'。

表格参数化阀门开启区域的超压值矢量。矢量元素与参数 * 开启区域矢量 * 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，请取消选中 受控设定压力，将 开启参数化 设置为 "表格数据 - 面积与压力"，并将 开启压力规格 设置为 "端口 A 的压力"。

压差矢量 - 表格参数化的压差值
[0.2:0.2:1.2…​]兆帕（默认）` | `矢量'。

用于表格化阀门开启区域参数的压差值矢量。根据所选参数化类型，矢量元素与参数 * 打开区域矢量* 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。

依赖关系

要使用此参数，请

  • 取消选中 受控设定压力，将 *开启参数化 * 设置为 "表格数据 - 面积与压力对比"，并将 *开启压力规格 * 设置为 "压差"。

  • 取消选中 受控设定压力，将 打开参数化 设置为 "制表数据 - 容积流量与压力关系"，并将 打开压力规格 设置为 "压差"。

体积流量矢量 - 用于表格参数化的体积流量值矢量
[1.0e-9、3.6e-5、8.9e-5、1.5e-4、2.3e-4、3.1e-4] m3/s （默认）` | `vector'.

用于表格参数化的体积流量向量。该向量中的数值与*压差向量*参数中的向量元素相对应。 元素按升序排列。

依赖关系

要使用此参数，请取消*控制设定压力*复选框，并将*打开参数化*参数设置为 "表格数据 - 体积流量与压力关系"。

开启面积矢量 - 用于制表参数化的阀门开启面积值矢量
[1.0e-10、0.2e-5、0.4e-5、0.6e-5、0.8e-5、1.0e-5] m²（默认）` | `矢量'。

用于表格参数化的阀门开启面积向量。该向量中的值与 * 压差向量 * 参数中的向量元素相对应。 元素按升序排列，且必须大于 0。表格数据点之间使用线性插值。

依赖关系

要使用此参数，请取消选中 受控设定压力 并将 打开参数化 参数设置为 "表格数据 - 面积与压力关系"。

端口 A 和 B 的横截面积 - 阀门入口或出口的面积
Inf（默认值）"｜"正标量"。

端口 A 和 B 入口和出口的横截面积。计算通过阀门的质量流量时使用该面积。

依赖关系

使用该参数时

  • 选择 受控设定压力 复选框。

  • 取消选中 受控设定压力，并将 打开参数化 设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "制表数据 - 面积与压力关系"。

排出系数 - 流量系数
0.64（默认值）"｜"正标量"。

修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

使用该参数时

  • 选择 受控设定压力 复选框。

  • 取消选中 受控设定压力，并将 打开参数化 设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "制表数据 - 面积与压力关系"。

临界雷诺数 - 层流的雷诺数上限
150（默认）` |`正标量'。

层流通过阀门的雷诺数上限。

依赖关系

使用该参数时

  • 选择 受控设定压力 复选框。

  • 取消选中 受控设定压力，并将 打开参数化 设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "制表数据 - 面积与压力关系"。

平滑系数 - 数值平滑系数
0.01（默认值）"｜"正标量"。

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，请取消选中 受控设定压力 并将 开启参数化 设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "表格数据 - 面积与压力关系"。

压力恢复 - 考虑面积扩大时的压力上升
关闭（默认）` | 开启

决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

要使用此参数，请将 * 打开参数化* 设置为 "线性 - 面积与压力 "或 "制表数据 - 面积与压力"。

开启动态 - 考虑阀门开启动态
打开参数化*设置为 "线性 - 面积与压力 "或 "制表数据 - 面积与压力"。

决定是否要考虑阀门开启对流体系统造成的瞬态影响。选中 打开动态 会给阀门信号压力带来一阶滞后。开启时间常数*参数决定开启动态。

依赖关系

使用该参数时

  • 选择 受控设定压力 复选框。

  • 取消选中 受控设定压力，并将 打开参数化 设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "制表数据 - 面积与压力关系"。

开启时间常数 - 阀门开启时间常数
0.1秒（默认）"｜"开启"。

定义阀门打开或关闭时流体达到稳定状态所需时间的常数。该参数定义了开启动态。

依赖关系

要使用该参数，请将 * 打开参数化 * 参数设置为 "线性 - 面积与压力关系 "或 "制表数据 - 面积与压力关系"，并选中 * 打开动态 * 复选框。