Ball Poppet with Sharp Edge Seat (IL)

Подъем шара рассчитывается как:

где

Минимальная площадь потока определяется криволинейной поверхностью усеченного конуса, как показано на рисунке. Предполагается, что эта поверхность разделяет область, занятую жидкостью, на две области с разными давлениями. На одну из этих областей действует давление , а на другую — давление . Это предположение разумно, если подъем шара мал по сравнению с диаметром седла. Если подъем шара велик, очевидно, что в какой-то момент наименьшим ограничением будет площадь горловины.

Площадь отверстия определяется как:

где определяется из уравнения:

Гидравлический диаметр рассчитывается как:

где — активный диаметр, определяемый как:

Обратите внимание, что значение, используемое для , ограничено между и меньшим из значений и , где — это значение подъема, при котором вычисленная площадь становится равной кольцевой площади:

Значение всегда больше .

Обычно значение равно нулю, но его можно установить выше, чтобы смоделировать расход утечки. Значение обычно очень велико (например, Inf), но может быть установлено гораздо меньшее значение, чтобы смоделировать дополнительное отверстие.

Объем жидкости , давление в котором равно давлению , дополнительный к объему при закрытом клапане, вычисляется как:

где угол — это угол при нулевом подъеме, определяемый из уравнения:

Значение дополнительного объема важно при расчете динамики давления (частотный анализ).

Производная дополнительного объема по вычисляется как:

Объем жидкости, который выводится в порт B рассчитывается как:

где — значение параметра Volume at port B corresponding to zero lift.

Объем жидкости, который выводится в порт A рассчитывается как:

где — значение параметра Volume at port A corresponding to zero lift.

Коэффициент потока рассчитывается как

где

Средняя плотность рассчитывается при среднем давлении .

Коэффициент расхода рассчитывается как

где

Для значение практически не изменяется. Для низких значение меняется линейно с изменением .

Разумным значением по умолчанию является 1000. Однако для отверстий со сложной (грубой) геометрией оно может быть меньше 50. Для очень гладкой геометрии оно может быть установлено на уровне 50000.

Средняя скорость жидкости составляет:

Объемный расход составляет:

где

Объемные расходы в портах B и A вычисляются как:

где

Гидродинамическая сила определяется путем оценки изменения импульса. Эта сила стремится закрыть клапан. Для установившегося потока жидкости гидродинамическая сила равна:

где — угол наклона струи:

Зависимость гидродинамической силы от подъема определяется следующим образом:

где — значение параметра Lift corresponding to minimum area.

Сила в порту R_s рассчитывается как:

где — сила, которая поступает в порт R_p.