带孔口的阀芯 (IL)

孔的滑阀。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.DesignComponents.Spools.OrificeHole

带孔口的阀芯 (IL)

图书馆中的路径:

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

带孔阀芯，带活动阀体 (IL)

图书馆中的路径:

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

资料描述

座 带孔口的阀芯 (IL) 它是一个带一个或多个孔的套筒中的阀芯的一维运动。取决于参数值 边缘几何形状 线轴的边缘可以是尖锐的或圆形的。计算孔面积和水力直径的公式因不同的块体参数而异.

如果为参数 边缘几何形状 选择的值 锋利，而对于参数 有效流动区域模型 选择的值 平面，然后您可以在参数中设置孔的几何形状 截面孔的几何形状 :

圆形;
三角形;
矩形;
梯形;
带圆角的梯形.

spool with hole section il 1

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 运动物体 ，则块实现 带孔阀芯，带活动阀体 (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（ 与最大面积相对应的间隙 , 与最小面积相对应的欠压). 默认值表示对该区域没有限制。下限值必须大于零。无论上限如何，流动的面积不应超过孔的面积。

流量是根据阀芯的运动来计算的。

方程

如果复选框为 运动物体 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 运动物体 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 -摄像机在零偏移时的长度，参数的值 零位移时的腔体长度 .

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，参数值 最大流量系数 ;
-临界流量系数，参数值 临界流量 .

为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:

端口*A*中的体积流量为:

哪里

-孔的面积;
-在大气压下液体的密度。

端口*B*中的体积流量，考虑到由于阀芯移动而对流量的贡献，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，并且在参数中设置 射流角 ，并且对于具有圆角边缘的线轴是从实验数据确定的。

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:

哪里 -取决于重叠的流体动力的值 .

如果选中该复选框 运动物体 ，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*:

带有锋利边缘和套筒圆孔的圆柱形阀芯_

如果为参数 边缘几何形状 选择的值 锋利，而对于参数 有效流动区域模型 选择的值 圆柱形，然后使用本节中给出的方程来计算有效面积和水力直径。

当孔完全打开时，通道是两个垂直轴的圆柱体的交点，如图所示。

spool with orifice hole il 1 1

对于每个重叠值采用迭代方法通过数值积分计算相应的面积。

面积计算为:

哪里

-重叠值;
-基本区域的长度很宽（在上图中以红色突出显示）。

洞面积计算为:

通过交换变量，我们最终得到:

哪里

-线轴的半径;
-孔的半径。

周长以相同的方式使用迭代方法计算。:

哪里

-投影到垂直于孔轴线的平面上的线轴和孔轴线所处的平面之间的角度，以及从孔中心到线轴边缘与孔线相交点的半径矢量;
-角宽度的周长的基本部分的长度 ;
-红线的长度（见上图）时 .

液压直径为:

用于计算面积和水力直径的迭代方法的步骤数在参数中设置为整数 迭代次数 .

重叠值之间的限制和 .

流动面积也受到开口横截面面积的限制:

哪里 -孔的直径。

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。

带有圆边和套筒圆孔的圆柱形阀芯_

如果为参数 边缘几何形状 值设置 圆形 假设阀芯的边缘是圆角的，阀芯和套筒之间有一个直径间隙，这是一个更真实的几何模型。

spool with orifice hole il 1 2

舍入由以下值确定:

四舍五入半径，参数值 圆角半径 ;
直径差距，参数值 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。

正重叠

当重叠值为正如果孔的直径是，并且阀芯从关闭位置的位移为，则开孔的面积为:

哪里

而水力直径为:

请注意，此公式获得的面积不能超过公式指定的孔的面积:

其对应于 .

重叠值它从上方受到较小的值的限制和 . 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 —这是阀芯和其本体之间的泄漏流量，它可以基于Poiseuille流量的近似值来表示。

spool with orifice hole il 3 cn

受Poiseuille电流影响的层取决于且应被认为是孔的形状的函数。

spool with orifice hole il 4

简化的Poiseuille方程可以写成:

哪里

-液体的绝对平均粘度;
;
.

Poiseuille方程转化为:

什么给

哪里

;
-校正项确保流动的连续性:

哪里基本消费:

然后将面积和流速乘以孔的数量。

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

水动力的依赖性从重叠它的定义如下:

套筒中具有锋利边缘和不同几何形状的孔的圆柱形阀芯_

如果为参数 边缘几何形状 选择的值 锋利，而对于参数 有效流动区域模型 选择的值 平面，然后您可以在参数中设置孔的几何形状 截面孔的几何形状 . 根据选定的孔几何形状计算开孔面积和液压直径的值。

如果为参数 截面孔的几何形状 值设置 圆形，则开孔的面积和液压直径使用公式计算:

哪里

液压直径为:

在这些公式中 -孔直径，参数值 孔直径 .

spool with orifice hole il 5

请注意，此公式获得的面积不能超过公式指定的孔的面积:

其对应于 .

如果为参数 截面孔的几何形状 值设置 三角形，则开孔的面积和液压直径使用公式计算:

液压直径为:

在这些公式中 -三角形孔的角度，参数的值 三角形开口的孔径角 .

spool with orifice hole il 6

请注意，此公式获得的面积不能超过公式指定的孔的面积:

其对应于 .

如果为参数 截面孔的几何形状 值设置 矩形，则开孔的面积和液压直径使用公式计算:

液压直径为:

在这些公式中 -矩形孔的宽度，参数的值 矩形开口宽度 .

spool with orifice hole il 7

请注意，此公式获得的面积不能超过公式指定的孔的面积:

其对应于 .

如果为参数 截面孔的几何形状 值设置 梯形，则开口孔的面积和液压直径使用公式计算:

液压直径为:

在这些公式中 -梯形孔的宽度，参数的值 梯形开口的初始宽度 ，而 -梯形孔的角度，参数的值 梯形开口角度 .

spool with orifice hole il 8

请注意，此公式获得的面积不能超过公式指定的孔的面积:

其对应于 .

如果为参数 截面孔的几何形状 值设置 带圆角的梯形，则开孔的面积和液压直径使用公式计算:

哪里

液压直径为:

在这些公式中 -梯形孔的宽度，参数的值 梯形开口的初始宽度 ，而 -梯形孔圆角边的直径，参数的值 圆边直径 .

spool with orifice hole il 9

请注意，由该公式获得的面积不能超过对应于孔的面积 .

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

体相对应的机械平移口。

依赖关系

要使用此端口，请选中此框 运动物体 .

程序使用名称

case_flange_a

# CB的 — 身体
"翻译力学`

Details

体相对应的机械平移口。

依赖关系

要使用此端口，请选中此框 运动物体 .

程序使用名称

case_flange_b

参数

# 开放方向 — 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 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。

值	`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	无

# 运动物体 — 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	无

# 边缘几何形状 — 阀芯边缘的几何形状
锋利 | 圆形

Details

选择线轴边缘的几何类型:

锋利 -锋利的边缘。
圆形 -圆角边缘。

值	`Sharp` \| `Rounded`
默认值	`Sharp`
程序使用名称	`edges_geometry`
可计算	无

# 有效流动区域模型 — 有效流动面积模型
圆柱形 | 平面

Details

效流动面积的模型。可供选择的选项:

圆柱形;
平面.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利.

值	`Cylindrical` \| `Planar`
默认值	`Cylindrical`
程序使用名称	`opening_area_model`
可计算	无

# 孔口数量 — 孔数

Details

孔的数量。

默认值	`1`
程序使用名称	`hole_count`
可计算	是

# 迭代次数 — 计算水力直径和有效流动面积的迭代次数

Details

根据阀芯位置的值和迭代次数计算流动面积和液压直径。该参数根据阀芯的位置确定流动面积和液压直径值的数量。迭代次数用于计算两个偏移值之间的采样步长。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 有效流动区域模型 意义 圆柱形.

默认值	`1000`
程序使用名称	`discretization_interval_count`
可计算	是

# 截面孔的几何形状 — 孔段的几何形状
圆形 | 三角形 | 矩形 | 梯形 | 带圆角的梯形

Details

孔的几何形状，可供选择的选项:

圆形;
三角形;
矩形;
梯形;
带圆角的梯形.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，而对于参数 有效流动区域模型 意义 平面.

值	`Circular` \| `Triangular` \| `Rectangular` \| `Trapezoidal` \| `Trapezoidal with rounded edges`
默认值	`Circular`
程序使用名称	`hole_geometry`
可计算	无

# 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	`15.0 mm`
程序使用名称	`spool_diameter`
可计算	是

# 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 mm`
程序使用名称	`rod_diameter`
可计算	是

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

Details

孔的直径。

依赖关系

要使用此参数:

为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，而对于参数 有效流动区域模型 意义 圆柱形;
为参数设置 边缘几何形状 意义 圆形;
为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，为参数 有效流动区域模型 意义 平面，而对于参数 截面孔的几何形状 意义 圆形.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`1.0 mm`
程序使用名称	`circular_hole_diameter`
可计算	是

# 三角形开口的孔径角 — 三角形孔的角度
deg | rad | rev | mrad

Details

三角形孔的内角。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，为参数 有效流动区域模型 意义 平面，而对于参数 截面孔的几何形状 意义 三角形.

计量单位	`deg` \| `rad` \| `rev` \| `mrad`
默认值	`30.0 deg`
程序使用名称	`triangular_hole_angle`
可计算	是

# 矩形开口宽度 — 矩形孔的宽度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

矩形孔的宽度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，为参数 有效流动区域模型 意义 平面，而对于参数 截面孔的几何形状 意义 矩形.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`1.0 mm`
程序使用名称	`rectangular_hole_width`
可计算	是

# 梯形开口的初始宽度 — 梯形开口的宽度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

梯形开口的宽度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，为参数 有效流动区域模型 意义 平面，而对于参数 截面孔的几何形状 意义 梯形 或 带圆角的梯形.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`1.0 mm`
程序使用名称	`trapezoidal_hole_width`
可计算	是

# 梯形开口角度 — 梯形孔的角度
deg | rad | rev | mrad

Details

梯形孔的内角。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，为参数 有效流动区域模型 意义 平面，而对于参数 截面孔的几何形状 意义 梯形.

计量单位	`deg` \| `rad` \| `rev` \| `mrad`
默认值	`45.0 deg`
程序使用名称	`trapezoidal_hole_angle`
可计算	是

# 圆边直径 — 梯形孔的圆角边的直径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

梯形孔的圆角的直径。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利，为参数 有效流动区域模型 意义 平面，而对于参数 截面孔的几何形状 意义 带圆角的梯形.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`1.0 mm`
程序使用名称	`trapezoidal_hole_side_diameter`
可计算	是

# 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	是

欠压定义

# 与零位移相对应的欠间隙 — 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	是

# 与最小面积相对应的欠压 — 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

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利.

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	是

# 与最大面积相对应的间隙 — 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	是

阀芯上的泄漏

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

Details

线轴边缘的圆角的半径。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 圆形.

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	是

# 直径间隙 — 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，由于阀芯的边缘是圆角的。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

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 圆形.

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	是

喷射力评估

# 射流角 — 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

若要使用此参数，请为参数设置 边缘几何形状 意义 锋利.

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	是

# 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	是

流动系数定律

# 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	是

# 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	是

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	是

# 初始箱体位移 — 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 运动物体 .

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	是

文学作品

McCloy D.，Martin H.R.，流体动力控制：分析与设计，Chichester。 – 1980.
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。
Blackburn J.F.，Reethof G.，Shearer J.L.，Fluid power control，（无标题）。 – 1960.