Блок Gate Valve (IL) представляет собой управление потоком с помощью задвижки в сети изотермической жидкости. Клапан состоит из круглого отверстия с острыми краями и круглого затвора того же диаметра. Затвор открывается или закрывается в соответствии с сигналом смещения на порту S. Положительное значение втягивает затвор и открывает клапан.
Площадь открытия
Схема открытия задвижки
Площадь, открытая для потока при втягивании затвора, составляет:
где — значение параметра Valve orifice diameter.
Площадь, перекрываемая затвором в частично открытом клапане, составляет:
где — смещение затвора, которое представляет собой сумму сигнала на порту S и значение параметра Gate position when fully covering orifice.
Если смещение превышает значение параметра Orifice diameter, то площадь открытого клапана равна сумме максимальной площади отверстия и значения параметра Leakage area:
Для любой комбинации сигнала на порту S и смещения затвора, которое меньше 0, минимальная площадь клапана составляет Leakage area.
Численное сглаживание смещения
Когда клапан находится в почти открытом или почти закрытом положении, можно поддерживать численную устойчивость в моделировании, регулируя параметр Smoothing factor. Если параметр Smoothing factor не равен нулю, обеспечивается плавное изменение смещения затвора между 0 и значением параметра Valve orifice diameter.
Уравнение массового расхода
Уравнение сохранения массы:
Массовый расход через клапан рассчитывается следующим образом:
где
— коэффициент расхода, значение параметра Discharge coefficient;
— площадь открытия клапана;
— значение параметра Cross-sectional area at ports A and B;
— средняя плотность жидкости;
— разница давлений в клапане .
Критический перепад давления, — перепад давления, определяемый из значения критического числа Рейнольдса , задаваемого параметром Critical Reynolds number, которое является точкой перехода режима между ламинарным и турбулентным течением:
Потеря давления позволяет учесть снижение давления в клапане из-за уменьшения его площади и рассчитывается как:
Восстановление давления описывает положительное изменение давления в клапане из-за увеличения площади. Чтобы не учитывать восстановление давления, снимите флажок Pressure recovery. В этом случае потеря давления .
Смещение затвора клапана, в м. Положительное значение на этом порту означает, что клапан открывается.
Ненаправленные
#A —
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Порт изотермической жидкости, соответствует входу клапана A.
#B —
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Порт изотермической жидкости, соответствует входу клапана B.
Параметры
Parameters
#Valve orifice diameter —
диаметр отверстия
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Диаметр открытого отверстия клапана.
Значение по умолчанию
5e-3 m
Имя для программного использования
orifice_diameter
#Gate position when fully covering orifice —
смещение затвора
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Смещение затвора, когда клапан закрыт. Положительное ненулевое значение указывает на частично открытый клапан, когда значение на порту S равно 0. Отрицательное ненулевое значение указывает на перекрытый клапан, который остается закрытым при начальном положительном смещении, которое задано на порту S.
Значение по умолчанию
0.0 m
Имя для программного использования
min_control_displacement
#Leakage area —
площадь зазора в полностью закрытом положении
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
Details
Сумма всех зазоров, когда клапан находится в полностью закрытом положении. Любая площадь меньше этого значения приравнивается к заданной площади утечки. Этот параметр способствует устойчивости численного решения, поддерживая непрерывность потока.
Значение по умолчанию
1e-10 m^2
Имя для программного использования
leakage_area
#Cross-sectional area at ports A and B —
площадь на входе или выходе из клапана
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
Details
Площадь поперечного сечения на входе и выходе портов A и B. Эта площадь используется при вычислении массового расхода через клапан.
Коэффициент непрерывного сглаживания, который обеспечивает плавность открытия за счет поправки в характеристике клапана в почти открытом и почти закрытом положениях. Установите ненулевое значение меньше единицы, чтобы повысить стабильность моделирования в этих режимах.
Значение по умолчанию
0.01
Имя для программного использования
smoothing_factor
#Pressure recovery —
учет повышения давления при расширении области
Details
Определяет, будет ли учитываться повышение давления при перетекании жидкости из области с меньшей площадью поперечного сечения в область с большей площадью поперечного сечения.