Valve Plate Orifice (IL)

Страница в процессе разработки.

Переменное отверстие клапанной пластины в аксиально-поршневой машине в сети изотермической жидкости.

valve plate orifice il

Описание

Блок Valve Plate Orifice (IL) моделирует дугообразное отверстие между движущимися поршнями и насосом в аксиально-поршневой машине. Вращающиеся поршни периодически соединяются с всасывающим или нагнетательным патрубком насоса через пластину с отверстием. Можно подключить два блока Valve Plate Orifice (IL) к каждому цилиндру аксиально-поршневого насоса, чтобы представить впускные и выпускные отверстия насоса.

Вращающийся цилиндр с одной дугообразной канавкой соединен с входом насоса в порту A и выходом насоса в порту B. Эти точки соединены с пластиной под углом в диапазоне от Pressure carryover angle до радиан (180 градусов). Угол поворота пластины задается сигналом на порту G. Угол положения цилиндра представляет собой сумму угла поворота пластины и начального углового смещения , заданного в параметре Phase angle:

Значение угла всегда находится в диапазоне от 0 до . Для любой комбинации сигнала и смещения больше рад, значение поддерживается на уровне , а для любой комбинации сигнала и смещения меньше 0 рад, значение поддерживается на уровне 0. Чтобы изменить начальное положение отверстия относительно канавки, можно регулировать параметр Phase angle.

Аксиально-поршневая машина с пятью поршнями

valve plate orifice il 1

На изображении показаны следующие компоненты аксиально-поршневой машины:

Отверстие клапанной пластины.
Ротор.
Поршень.
Приводной вал.
Наклонный диск.

Угол цилиндра

Вращение цилиндра относительно канавки описывается следующими углами:

Угол цилиндра при повороте на канавку, :
Угол цилиндра при полном повороте на канавку, :
Угол цилиндра при повороте за пределы канавки, :
Угол цилиндра при полном повороте за пределы канавки, :

где

— угол Pressure carryover angle. Этот угол представляет собой среднее угловое расстояние, которое проходит поршень за время перехода под давлением из закрытой в открытую канавку;
— половина значения параметра Cylinder orifice diameter;
— значение параметра Cylinder block pitch radius.

Площадь открытого отверстия

Расчет площади отверстия во время движения цилиндра

valve plate orifice il 2

Площадь переходного открытого отверстия, которое представляет собой отверстие между углами поворота цилиндра и , рассчитывается следующим образом:

Площадь переходного закрытого отверстия, которое представляет собой отверстие между углами поворота цилиндра и , рассчитывается следующим образом:

где параметры открытия и закрытия определяются как:

Площадь между и равна , а площадь между и равна . Максимальное открытие отверстия составляет .

Ненулевое значение Smoothing factor обеспечивает дополнительную численную стабильность, когда отверстие находится в почти закрытом или почти открытом положении.

Численно сглаженный угол отверстия

При углах входа и выхода из отверстия можно поддерживать численную устойчивость при моделировании, регулируя значение параметра Smoothing factor. Если параметр Smoothing factor не равен нулю, то обеспечивается плавность изменения переходного угла открытия между и и переходного угла закрытия между и .

Уравнение массового расхода

Расход через отверстие клапанной пластины рассчитывается из уравнения, связывающего расход с давлением:

где

— коэффициент расхода, значение параметра Discharge coefficient;
— площадь открытого для потока отверстия;
— средняя плотность жидкости;
— перепад давления на клапане, .
— критический перепад давления, определяемый из значения критического числа Рейнольдса Critical Reynolds number , которое является точкой перехода между ламинарным и турбулентным течением жидкости:

.

Порты

Ненаправленные

# A — порт для жидкости
изотермическая жидкость

Details

Точка входа в отверстие.

Имя для программного использования

port_a

# B — порт для жидкости
изотермическая жидкость

Details

Точка выхода из отверстия.

Имя для программного использования

port_b

Вход

# G — угол поворота цилиндра, рад
скаляр

Details

Угол поворота цилиндра в радианах, заданный в виде скаляра.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Parameters

# Cylinder block pitch radius — радиус начальной поверхности цилиндра
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Радиус начальной поверхности вращающегося цилиндра.

Значение по умолчанию	`0.05 m`
Имя для программного использования	`pitch_radius`

# Cylinder orifice diameter — диаметр канавки цилиндра
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Диаметр канавки цилиндра.

Значение по умолчанию	`0.005 m`
Имя для программного использования	`orifice_diameter`

# Pressure carryover angle — переходный угол давления
deg | rad | rev | mrad

Details

Среднее угловое расстояние, которое проходит поршень за период перехода давления из закрытой в открытую канавку.

Значение по умолчанию	`0.06 rad`
Имя для программного использования	`phi_pressure_carryover`

# Phase angle — начальный угол смещения пластины
deg | rad | rev | mrad

Details

Начальный угол смещения пластины. Общий угол между пластиной и канавкой равен сумме углов Phase angle и Pressure carryover angle, .

Значение по умолчанию	`0.0 rad`
Имя для программного использования	`phase_angle`

# Leakage area — площадь утечки через отверстие 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`

# Discharge coefficient — коэффициент расхода

Details

Поправочный коэффициент – отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через отверстие.

Значение по умолчанию	`0.64`
Имя для программного использования	`C_d`

# Critical Reynolds number — верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока

Details

Число Рейнольдса, при котором сохраняется ламинарный режим течения через отверстие.

Значение по умолчанию	`150.0`
Имя для программного использования	`Re_critical`

# Smoothing factor — числовой коэффициент сглаживания

Details

Коэффициент непрерывного сглаживания, который обеспечивает плавность открытия за счет поправки в характеристику 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`