Pilot-Operated Check Valve (G)

Открытие клапана зависит от управляющего давления и перепада давления между входом и выходом. Давление, открывающее клапан, определяется следующим образом:

где

Во время моделирования блок определяет давление в портах относительно абсолютного нуля.

Управляющий перепад давления может быть задан относительно входа, порта A, или относительно окружающей среды. Управляющий перепад давления можно выбрать, установив для параметра Pilot pressure specification значение Pressure difference of port X relative to port A или Gauge pressure at port X.

Если установлено значение Gauge pressure at port X, управляющий перепад давления равен

где — атмосферное давление, заданное в блоке Gas Properties (G) модели, а — абсолютное значение давления в управляющем порту.

Если установлено значение Pressure difference of port X relative to port A, управляющий перепад давления равен

где — абсолютное значение давления на входе клапана, в порту A.

Если для параметра Pilot configuration установлено значение Rigidly connected pilot spool and poppet, управляющий золотник передает как положительные, так и отрицательные силы управляющего давления, и блок использует как есть в уравнении для . Если для параметра Pilot configuration установлено значение Disconnected pilot spool and poppet, управляющий золотник передает только положительные силы управляющего давления, а ограничен положительными значениями. В уравнении для блок использует .

Степень превышения управляющего давления над давлением срабатывания определяет, насколько открывается клапан. Степень открытия клапана равна

где

Степень открытия нормализуется так, что она равна 0 при полностью закрытом клапане и 1 при полностью открытом клапане. Если расчет возвращает значение за пределами этого диапазона, блок приравнивает его к ближайшему из двух пределов.

Численное сглаживание

Если значение параметра Smoothing factor отлично от нуля, блок применяет численное сглаживание к нормализованному управляющему давлению . Включение сглаживания помогает поддерживать численную устойчивость симуляции.

Поведение блока зависит от выбранного значения параметра Valve parameterization:

Блок масштабирует заданную пропускную способность в зависимости от степени открытия клапана. По мере увеличения степени открытия клапана от 0 до 1 показатель пропускной способности масштабируется от заданного минимума до заданного максимума.

Уравнения блока зависят от параметра Valve parameterization. Если для параметра Valve parameterization установлено значение Cv flow coefficient, массовый расход равен

где

Коэффициент расширения равен

где

Блок плавно переходит к линеаризованной форме уравнения, когда отношение давлений превышает значение параметра Laminar flow pressure ratio:

где

Когда отношение давлений падает ниже , поток становится критическим, и блок использует уравнение

Если для параметра Valve parameterization установлено значение Kv flow coefficient, блок использует те же уравнения, но заменяет на с помощью соотношения . Более подробную информацию об уравнениях массового расхода для значений Kv flow coefficient и Cv flow coefficient параметра Valve parameterization см. в [2], [3].

Если для параметра Valve parameterization установлено значение Sonic conductance, массовый расход равен

где

Блок плавно переходит к линеаризованной форме уравнения, когда отношение давлений превышает значение параметра Laminar flow pressure ratio:

Когда отношение давлений падает ниже критического отношения давлений , поток становится критическим, и блок использует уравнение

Для получения дополнительной информации об уравнениях массового расхода для значения Sonic conductance параметра Valve parameterization см. [1].

Если для параметра Valve parameterization установлено значение Orifice area, массовый расход равен

где

Блок плавно переходит к линеаризованной форме уравнения, когда отношение давлений превышает значение параметра Laminar flow pressure ratio:

Когда отношение давлений падает ниже , поток становится критическим, и блок использует уравнение

Для получения дополнительной информации об уравнениях массового расхода для значения Orifice area параметра Valve parameterization см. [4].

Блок предполагает, что объем и масса газа внутри клапана очень малы, и не учитывает эти значения. В результате газ не может накапливаться в клапане. Согласно принципу сохранения массы, массовый расход газа, поступающего в клапан через один порт, равен массовому расходу газа, выходящего через другой порт:

где — массовый расход газа, поступающего в клапан через порт, обозначенный нижним индексом A или B.

Моделируемый компонент является адиабатическим. Между газом и окружающей его стенкой не происходит теплообмена. При перемещении газа от входа к выходу над ним и им не совершается работа. Энергия может передаваться только путем конвекции через порты A и B. Согласно принципу сохранения энергии, сумма потоков энергии в портах всегда равна нулю:

где — поток энергии, поступающий в клапан через порт A или B.