梭阀 (IL)

等温流体网络中的单线切换阀。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Valves.DirectionalControl.Shuttle

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Directional Control Valves/Shuttle Valve (IL)

说明

程序块 梭阀 (IL) 模拟等温流体网络中的单线压力控制阀或开关元件。流经阀门的流量从端口 A 或端口 A1 到端口 B。当 A 和 A1 之间的压降（）超过预定的阈值压力时，端口 A 和 B 之间的通道会打开以进行流动，端口 A1 则会关闭。当压力达到 A-B 全开和 A1-B 全关时的压力 时，通道完全切换。当降到阈值压力以下时，流量入口切换到端口 A1。

质量流量方程

通过阀门的质量流量的质量守恒方程：

端口 A 和 A1 之间没有流量。

通过阀门的质量流量计算如下：

其中

- 是流量系数，参数值 放电系数 ；
- 阀口 A 和 B 之间或阀口 A1 和 B 之间的阀门开启面积；
- 参数值 A 端口和 B 端口的横截面积 ；
- 液体的平均密度；
- 跨阀压差。根据通过阀门的开放通道，该压差为或，或两个入口端口之间的归一化开关压力，定义如下；
- 临界压降，取决于临界雷诺数和通过阀门的开放通道：

临界雷诺数是层流与湍流之间的过渡点。

压力损失描述的是阀门面积减小导致的阀门内压力下降，如果不同的阀门通道面积不同，也会不同：

压力恢复描述的是由于面积增加而导致的阀门压力正向变化。要忽略压力恢复，请取消选中 压力恢复 。在这种情况下，压力损失。

程序块利用阀门开启参数化和阀门开启动力学计算。

阀门开启参数化

阀门开启区域的线性参数取决于阀门的通道。动态区域定义在端口 A 和 B 之间的常开通道上：

如果的值介于参数 A-B 完全关闭和 A1-B 完全打开时的压力 和 A-B 全开和 A1-B 全关时的压力 之间，则归一化压力的定义如下：

如果的值低于 A-B 完全关闭和 A1-B 完全打开时的压力 ，则。

如果的值高于 A-B 全开和 A1-B 全关时的压力 ，则。

当阀门输入从端口 A 切换到端口 A1 时，阀门的开启面积为：

当阀门处于线性参数化中的近开或近关位置时，可以通过调整参数 平滑系数 来保持模拟的数值稳定性。如果参数 平滑系数 不为零，程序块将平稳地将归一化控制压力保持在 "0 "和 "1 "之间。

开启动态

如果选中 开启动态 ，则会在模拟控制压力的流量响应中引入延迟。压力变为动态控制压力。动态控制压力的瞬时变化由时间常数 开启时间常数 计算得出：

默认情况下，复选框 开启动态 未被选中。

端口

非定向

# A1 — 等温液体端口
等温液体

Details

阀门入口。

程序使用名称

port_a1

# A — 等温液体端口
等温液体

Details

阀门入口。

程序使用名称

port_a

# B — 等温液体端口
等温液体

Details

阀门出口端口。

程序使用名称

port_b

参数

# A-B 完全关闭和 A1-B 完全打开时的压力 — 入口全开时的阈值压力 A1
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

端口 A 和 A1 之间的阈值压力，低于该压力，端口 A1 和 B 之间的通道完全打开，端口 A 和 B 之间的通道完全关闭。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`-0.01 MPa`
程序使用名称	`p_open_a1b`
可计算	是

# A-B 全开和 A1-B 全关时的压力 — 入口全开时的阈值压力 A
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

端口 A 和 A1 之间的阈值压力，超过该压力，端口 A 和 B 之间的通道完全打开，端口 A1 和 B 之间的通道完全关闭。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.01 MPa`
程序使用名称	`p_open_ab`
可计算	是

# 最大开启面积 — 全开阀门区域
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

阀门的最大开启面积。该值用于确定正常化阀门压力和运行时的阀门开启面积。

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	`max_area`
可计算	是

# 泄漏面积 — 阀门在完全关闭位置的间隙面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

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决方案的稳定性。

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-10 m^2`
程序使用名称	`leakage_area`
可计算	是

# A 端口和 B 端口的横截面积 — 阀门入口或出口的面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

入口和出口端口 A、A1 和 B 的横截面积。该面积用于计算通过阀门的质量流量。

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	`Inf m^2`
程序使用名称	`port_area`
可计算	是

# 放电系数 — 流量系数

Details

考虑到理论流量中稀释损失的修正系数。

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
可计算	是

# 临界雷诺数 — 层流雷诺数上限

Details

通过阀门的层流雷诺数上限。

默认值	`150.0`
程序使用名称	`Re_critical`
可计算	是

# 平滑系数 — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数，当阀门处于近开和近关位置时，根据流量特性引入一定程度的渐变。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。

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

# 压力恢复 — 在扩大面积时是否考虑到压力的增加

Details

当流体从横截面积较小的区域流向横截面积较大的区域时，是否考虑压力的增加。

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

# 开启动态 — 是否考虑阀门开启时的流量响应

Details

是否考虑阀门开启对流体系统的瞬态影响。检查 开启动态 ，通过在流量响应中引入一阶滞后来近似阀门开启条件。参数 开启时间常数 也会影响模拟的开启动态。

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

# 开启时间常数 — 阀门开启时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

阀门从一个位置打开或关闭到另一个位置时，流体达到稳定状态所需的时间常数。该参数会影响阀门开启动态建模。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 开启动态 。

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