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带环形孔的阀芯 (IL)

环形开口的滑阀。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.DesignComponents.Spools.AnnularOrifice

带环形孔的阀芯 (IL)

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Spools & Poppets/Fixed Body/Spool with Annular Orifice (IL)

带活动阀体环形孔的阀芯 (IL)

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Spools & Poppets/Moving Body/Spool with Annular Orifice with Moving Body (IL)

资料描述

带环形孔的阀芯 (IL) 它表示带环形孔的套筒中的阀芯的一维运动。 根据*边缘几何*参数的值,线轴边缘可能是尖锐的或圆角的。 计算环形孔面积、流速和流体力学力的公式在锋利和圆角的情况下有所不同。

由此产生的作用在阀芯上的力是由于压力和外力造成的。 假定端口*B*中的压力作用于邻近孔的有源区并趋于打开孔。 端口*A*中的压力不直接作用于阀芯。 这些假设给出了作用在阀芯上的压力力。 该力可以使用流体力学力来调节。 对于具有尖锐边缘的线轴,假设射流的倾斜角度是恒定的。 如果对具有圆角边缘的线轴进行建模,则通过插值实验结果确定射流的倾斜角度。

杆的运动和速度传送到*RA*口。 对块中的位移值没有限制,但可以通过使用端止点的附加块来提供限制(平移硬停止).

如果选中该复选框 移动的身体 ,则该块实现 带活动阀体环形孔的阀芯 (IL) 和身体运动进行模拟。 在这种情况下,情况的位移和速度被传输到*CA*端口。 对块中的位移值没有限制,但是可以通过使用端部止挡的附接块来提供限制。

开孔的面积是与阀芯的运动和壳体的运动有关的变量,如果它被建模的话。

有时将孔面积限制为最小和/或最大值是有用的。 最小面积可用于模拟泄漏或允许流过的特殊孔,即使阀芯处于重叠位置。 最大面积可用于模拟阀宽开时邻近开口的流动面积。

最小和最大孔面积由相应的重叠值确定(Underlap对应最大面积Underlap对应最小面积)。 默认值意味着对该区域没有限制。 下限值必须大于零。 无论上限如何 ,流动面积不应超过由阀芯和阀杆直径确定的环形面积。

流量是根据阀芯的运动来计算的。

方程

如果复选框为 移动的身体 去除,并且不模拟身体运动,那么重叠值定义为:

哪里

  • -重叠对应于零偏移,参数*Underlap的值对应于零位移*;

  • -在端口*RA*移动阀芯。

如果复选框为 移动的身体 被安装,并且身体运动被模拟,那么重叠值被定义为:

哪里 -在港口*CA*移动案件。

摄像机的长度定义为:

哪里 -摄像机在零位移时的长度,参数*在零位移时的腔室长度*的值。

相机的体积为:

哪里

  • -阀芯的直径;

  • -茎的直径。

流量系数 计算为:

哪里

  • -端口之间的压力差;

  • -液压直径;

  • -运动粘度;

  • -液体的平均密度。

费用比率 计算为

哪里

  • —最大流量系数,参数值*最大流量系数*;

  • -临界流量系数,参数的值*临界流量数*。

意义 实际上不会改变。 对于低 意义 它随变化线性变化 .

合理的价值 默认值为`1000'。 然而,对于具有复杂(粗糙)几何形状的孔,它可能小于`50'。 对于非常平滑的几何形状,它可以设置为`50,000'。

平均流体速度为:

体积消耗为:

哪里

  • -环形孔的面积;

  • -液体在大气压下的密度。

带锋利边缘的环孔的扶手

重叠值 之间的限制 值中的较小者 ,在哪里 -环形面积等于颈部面积的值:

最小重叠值 它通常为零,但可以更高以模拟泄漏率。 最大重叠值 它通常非常高('Inf`),但可以设置一个低得多的值来模拟一个额外的孔。

环形孔的面积为:

而水力直径为:

阀芯运动对流量的贡献计算为:

哪里 -阀芯运动的速度。

通过估计动量的变化来确定作用在阀芯上的流体动力。 这种力倾向于关闭阀门。 对于稳态流体流,流体动力为:

哪里 -射流的倾斜角度,对于具有锋利边缘的线轴来说被认为是恒定的,并且在*射流角度*参数中设置。

水动力的依赖性 从重叠 它的定义如下:

在这种情况下,在重叠中没有反作用力。 在端口*RA*中的力被计算为考虑到在端口*RB*中的力、压力力和流体动力为:

如果选中该复选框 移动的身体 ,并对船体运动进行建模,然后根据港口*CB处的力计算港口*CA*处的力*:

带圆形边缘的环形孔的扶手

如果将*边缘几何*参数设置为"圆角",则假定阀芯边缘是圆角的,并且阀芯和套筒之间存在直径间隙,这是一个更现实的几何模型。

spool with annular orifice il 1 new

舍入由以下值确定:

  • 四舍五入半径 圆角半径参数的值;

  • 直径差距 ,参数的值*直径上的间隙*,应该记住,对于超过60微米的直径间隙,泄漏应该被高估;

  • 相对偏心率 ,*偏心比*参数的值,其被定义为偏心的比率 和一半的直径差距:

相对偏心的值必须在'0`和'1’之间。

spool with annular orifice il 2 new cn

正重叠

如果重叠值为正 ,然后将流量计算为通过孔的流量。

环形孔的面积为:

而水力直径为:

请注意,对于足够大的尺寸,使用上面的公式计算的面积将超过颈部的直径。:

重叠值 限制在`0`和值中较小的值之间 ,在哪里 -环形面积等于颈部面积的值。 最大重叠值 它通常非常高('Inf`),但可以设置一个低得多的值来模拟一个额外的孔。

负重叠

负重叠流 —这是通过阀芯与其主体之间的环形孔的泄漏流,假设它保持层流。

环形孔的面积为:

而水力直径为:

阀芯与套管之间的泄漏率由标准泄漏流量方程确定:

哪里

  • -液体的绝对平均粘度;

  • -连续性系数,保证了流量的连续性。

负重叠 ,假设流动是层流的。 从层流到湍流的过渡使用连续性系数进行,以避免区域之间的间隙。

阀芯运动对流量的贡献计算为

通过估计动量的变化来确定作用在阀芯上的流体动力。 这种力倾向于关闭阀门。 对于稳态流体流,流体动力为:

哪里 -射流的角度。

喷射角的余弦通过内插下图所示的实验结果找到。 线性样条插值用于此目的。

spool with annular orifice il 3 new

水动力的依赖性 从重叠,x定义如下:

选择*Couette effect*复选框可以考虑到Couette效应,即考虑到Couette电流对粘性摩擦力的贡献。

粘性摩擦力仅在泄漏(负重叠)的情况下确定 )并计算为:

在端口*RA*中的力是考虑到在端口*RB*中的力、压力力、粘性摩擦力和流体动力作为计算的:

如果选中该复选框 移动的身体 ,并对船体运动进行建模,然后根据港口*CB处的力计算港口*CA*处的力*:

港口

非定向

# A — 等温流体端口
等温液体

Details

等温流体的端口对应于孔的入口或出口。

程序使用名称

port_a

# B — 等温流体端口
等温液体

Details

等温流体的端口对应于孔的入口或出口。

程序使用名称

port_b

# RA — 库存
"翻译力学`

Details

杆对应的机械平移口。

程序使用名称

rod_flange_a

# RB — 库存
"翻译力学`

Details

杆对应的机械平移口。

程序使用名称

rod_flange_b

# CA — 身体
"翻译力学`

Details

体对应的机械平移口。

依赖关系

要使用此端口,请选中此框 移动的身体 .

程序使用名称

case_flange_a

# CB的 — 身体
"翻译力学`

Details

体对应的机械平移口。

依赖关系

要使用此端口,请选中此框 移动的身体 .

程序使用名称

case_flange_b

参数

参数

# 开口方向 — 孔的开口对应的阀芯的移动方向
正相对杆位移打开孔口 | 负相对杆位移打开孔口

Details

孔的开口相对应的元件的移动方向:

  • 积极的方向 正相对杆位移打开孔口 这意味着阀芯的正向运动打开孔。

  • 的负方向 负相对杆位移打开孔口 这意味着阀芯的负向运动打开孔。

Positive relative rod displacement opens orifice | Negative relative rod displacement opens orifice

默认值

Positive relative rod displacement opens orifice

程序使用名称

opening_orientation

可计算

# 移动的身体 — 可移动外壳

Details

如果要对可移动外壳建模,请选择此选项。

如果标志未选中,则假定身体是静止的。

默认值

程序使用名称

moving_case

可计算

# 边缘几何形状 — 阀芯边缘的几何形状
锋利 | 四舍五入

Details

选择线轴边缘的几何类型:

  • '锋利`-锋利的边缘。

  • "圆角"-圆角边缘。

Sharp | Rounded

默认值

Sharp

程序使用名称

edges_geometry

可计算

# 库埃特效应 — 库埃特效应

Details

选中此框意味着考虑了库埃特效应,即库埃特电流对内摩擦力的贡献。

依赖关系

要使用此参数,请将*边缘几何*参数设置为"圆角"。

默认值

true (已开启)

程序使用名称

couette_effect

可计算

# 线轴直径 — 阀芯的直径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

阀芯的直径必须大于阀杆的直径。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

10.0 mm

程序使用名称

spool_diameter

可计算

# 杆直径 — 阀杆直径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

茎的直径。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

5.0 mm

程序使用名称

rod_diameter

可计算

# 零位移时的腔体长度 — 零偏移时的相机长度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

相机在零偏移处的长度(在计算的相机体积内)。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

0.0 mm

程序使用名称

chamber_length_offset

可计算

搭接定义

# 与零位移相对应的下翘 — 与零偏移相对应的重叠
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

零偏移量对应的重叠。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

0.0 mm

程序使用名称

offset

可计算

# 与最小面积相对应的间隙 — 最小面积对应的重叠
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

最小开口面积对应的重叠。

依赖关系

要使用此参数,请将*Edge geometry*参数设置为"Sharp"。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

0.0 mm

程序使用名称

orifice_opening_at_min_area

可计算

# 最大面积对应的欠压 — 最大面积对应的重叠
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

最大开口面积对应的重叠。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

Inf mm

程序使用名称

orifice_opening_at_max_area

可计算

线轴上的泄漏

# 直径上的间隙 — 直径差距
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

阀芯与套筒之间的直径间隙。 应该记住,对于超过60微米的直径间隙,泄漏应该被高估。

依赖关系

要使用此参数,请将*边缘几何*参数设置为"圆角"。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

0.003 mm

程序使用名称

clearance

可计算

# 偏心率 — 相对偏心率

Details

相对偏心率是从'0`到'1'。

依赖关系

要使用此参数,请将*边缘几何*参数设置为"圆角"。

默认值

0.0

程序使用名称

eccentricity_ratio

可计算

# 圆角半径 — 圆角的半径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

线轴边缘的圆角的半径。

依赖关系

要使用此参数,请将*边缘几何*参数设置为"圆角"。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

0.005 mm

程序使用名称

edge_radius

可计算

喷射力评估

# 射流角度 — 射流的角度
deg | rad | rev | mrad

Details

在这个简单的模型中,射流的角度被假定为恒定的。 对于大多数应用程序,此值可以保留为默认值。 喷射角度相对于阀轴线设定。

依赖关系

要使用此参数,请将*Edge geometry*参数设置为"Sharp"。

计量单位

deg | rad | rev | mrad

默认值

69.0 deg

程序使用名称

jet_angle

可计算

# 喷射力系数 — 流体动力系数

Details

流体动力系数,当设置为"0"(默认情况下)时禁用流体动力,当设置为"1"时打开它。 如果有此系数的实验数据,那么您可以调整模型以拟合此数据。

默认值

0.0

程序使用名称

jet_force_coefficient

可计算

流量系数定律

# 最大流量系数 — 最大流量

Details

最大流速影响孔口中的流速/压降特性。 对于大多数应用程序,此值可以保留为默认值。

默认值

0.7

程序使用名称

C_q_max

可计算

# 临界流量 — 临界流量系数

Details

临界流量系数影响孔口中的流速/压降特性。 对于大多数应用程序,此值可以保留为默认值。

默认值

100.0

程序使用名称

critical_flow_number

可计算

初始条件

# 初始杆位移 — 杆的初始位移
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

杆的初始位移。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

0.0 mm

程序使用名称

rod_displacement_start

可计算

# 初始情况位移 — 体的初始位移
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

体的初始位移。

依赖关系

若要使用此选项,请选中此框 移动的身体 .

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

默认值

0.0 mm

程序使用名称

case_displacement_start

可计算

文学作品

  1. McCloy D.,Martin H.R.,流体动力控制:分析与设计,Chichester。 – 1980.

  2. Lebrun M.,A model for a four-way spool valve applied to a pressure control system,J.流体控制。 – 1987. -卷。 17. -4号。 -第38-54页。

  3. Blackburn J.F.,Reethof G.,Shearer J.L.,Fluid power control,(无标题)。 – 1960.