插装阀执行机构 (IL)

在等温流体网络中保持阀门压力和控制压力平衡的执行器。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Valves.Controls.CartridgeActuator

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Valve Actuators & Forces/Cartridge Valve Actuator (IL)

说明

插装阀执行机构（IL）装置是一种在阀门压力和控制压力之间保持平衡的执行机构。端口 *A 和 B 之间的阀门保持关闭，直到超过*弹簧预紧力*导向弹簧压力，此时活塞开始移动。活塞位置作为标量信号输出到端口 S。4 端口插装阀执行机构图如下所示。

cartridge valve actuator il 1

执行机构力平衡

致动器活塞移动以调节致动器腔内的压力，从而保持致动器端口压力和线性控制压力之间的平衡：

其中

和是端口 A 和 B 的压力；
- 端口面积*A*；
- 端口面积 B，计算公式为
- 如果参数*压力端口数*设置为 "3"，则计算公式为：，；
- 如果*压力端口数*参数设置为 "4"；
- 油口面积 X，由 *油口 A 提升阀芯与油口 X 先导面积比 * 计算得出；
- 端口面积 Y；
- 系统中的初始弹簧力；
- 根据*压力端口数*计算得出：
- ，如果 * 压力端口数* 设为 3；
- 如果 * 压力口数量* 设置为 4。

活塞位置

稳定活塞位移的计算公式为

式中

- 是*连接阀开启方向*参数的值，用于指定正（伸展）或负（缩回）方向的运动；
- 弹簧刚度常数，即 *弹簧刚度 * 参数的值。

活塞位置的动态变化为

其中是*执行器时间常数*参数的值。

如果小于*弹簧预紧力*参数值，则 .

如果大于预紧力与之和，则。

打开动态

如果模拟了开启动态，则对模拟控制压力的流量响应会产生延迟。压力成为动态控制压力，否则为稳态压力。动态控制压力的瞬时变化由 * 执行器时间常数* 计算得出：

执行机构动态* 复选框默认为未选中。

对面积和压力值进行数值平滑处理

当执行机构几乎完全伸出或缩回时，可以通过调整*平滑系数*参数来保持模拟的数值稳定性。平滑功能适用于所有计算力，但主要影响活塞运动极值的建模。

归一化力为

其中

- 是端口 A 的力；
- 端口力*B*；
- 是*弹簧预紧力*的值；
- 端口力 X。

如果*平滑系数*参数不为零，程序块将在 "0 "和 "1 "之间平滑改变归一化力值。

假设和限制

本程序块不模拟内部流体体积。端口 A、B、X 和 Y 不存在质量流。

端口

非定向

# A — 压力端口
等温流体

Details

与阀门入口相关的压力端口。

程序使用名称

port_a

# B — 压力端口
等温流体

Details

与阀门出口相关的压力端口。

程序使用名称

port_b

# X — 压力口
等温流体

Details

管状阀门末端的压力端口。

程序使用名称

port_x

# Y — 压力口
等温流体

Details

与阀门出口相关的压力端口。

依赖关系

要使用此端口，请将 压力端口数 设为 4。

程序使用名称

port_y

输出

# S — 管道阀门的位置，m
标量

Details

管状阀门的位置，以米为单位。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

参数

# 压力口数量 — 控制压力端口数
3 | 4

Details

控制压力端口数。端口 X 测量管状阀末端的压力。如果该参数设置为 "4"，则会使用额外的控制口 Y。

值	`3` \| `4`
默认值	`3`
程序使用名称	`port_count`
可计算	无

# 端口 A 提升阀面积 — 端口横截面积 A
m^2 | 厘米^2 | 英尺^2 | 英寸^2 | 公里^2 | 英里^2 | 平方毫米 | um^2 | yd^2

Details

端口横截面积 A。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`1e-4 m^2`
程序使用名称	`port_a_area`
可计算	是

# A 端口提升阀与 X 端口引航面积之比 — 输入端口面积与控制端口面积之比

Details

输入端口面积 A 与控制端口面积 X 之比。该值用于计算端口 X 的受力。

默认值	`0.5`
程序使用名称	`port_area_ratio_a_x`
可计算	是

# Y 港引航区 — 端口横截面积 Y
m^2 | 厘米^2 | 平方英尺 | in^2 | 平方公里 | mi^2 | 毫米^2 | um^2 | yd^2

Details

端口横截面积 Y。

依赖关系

要使用此参数，请将*压力端口数*设为 "4"。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`5e-05 m^2`
程序使用名称	`port_y_area`
可计算	是

# 弹簧预紧力 — 初始弹力
N | 千牛 | 磅 | 毫牛 | 动态 | 磅

Details

由于弹簧预紧力而在阀门中产生的弹簧力。该参数是一个阈值，当与端口 X 和 Y 的控制压力相加时，可平衡端口 A 和 B 压力导致的阀门开度。

计量单位	`N` \| `kN` \| `lb` \| `mN` \| `dyn` \| `lbf`
默认值	`25.0 N`
程序使用名称	`F_preload`
可计算	是

# 弹簧刚度 — 刚度常数
牛/米 | 磅/英尺 | 磅/英寸

Details

弹簧的刚度常数。

计量单位	`N/m` \| `lbf/ft` \| `lbf/in`
默认值	`15e3 N/m`
程序使用名称	`k`
可计算	是

# 提升阀芯行程 — 蝶阀行程
m | 厘米 | 英尺 | 英寸 | 公里数 | 米 | 毫米 | um | 码

Details

管阀可能的最大移动量。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`5e-3 m`
程序使用名称	`stroke`
可计算	是

# 平滑系数 — 数值平滑因子

Details

一个连续的平滑系数，可使活塞在接近伸出和接近缩回位置的位置变化平滑。设置一个小于 1 的非零值，以提高模拟的稳定性。

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

# 连接阀门开启方向 — 活塞位移方向
正排量打开阀门 | 负位移打开阀门

Details

打开连接阀门的管状阀门的位移方向。如果参数设置为 "正位移打开阀门"，则阀门伸出。如果参数设置为 "负位移打开阀门"，则阀门缩回。

值	`Positive displacement opens valve` \| `Negative displacement opens valve`
默认值	`Positive displacement opens valve`
程序使用名称	`orientation`
可计算	无

# 执行器动态 — 是否在跳闸时考虑瞬态因素

Details

在执行机构运行期间考虑阀芯位置瞬态效应的选项。选中 "执行器动态 "复选框，通过在阀芯位置上引入一阶延迟来近似执行器的运动。执行器时间常数*值也会影响建模的动态效果。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`actuator_dynamics`
可计算	无

# 执行器时间常数 — 活塞位移时间常数
d | s | hr | 毫秒 | ns | 我们 | 分钟

Details

决定活塞从一个位置移动到另一个位置时达到稳定状态所需时间的常数。该参数会影响模拟的执行器动态。

依赖关系

要启用该参数，请选择*执行器动态* 复选框。

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.1 s`
程序使用名称	`tau`
可计算	是