Spool with Annular Orifice (IL)

Если флажок Moving body снят, и движение корпуса не моделируется, то значение перекрытия определяется как:

где

Если флажок Moving body установлен, и движение корпуса моделируется, то значение перекрытия определяется как:

где — перемещение корпуса в порту C_A.

Длина камеры определяется как:

где — длина камеры при нулевом смещении, значение параметра Chamber length at zero displacement.

Объем камеры составляет:

где

Коэффициент потока рассчитывается как:

где

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

Золотник с кольцевым отверстием с острыми кромками

Значение перекрытия ограничено между и меньшим из значений и , где — значение, при котором кольцевая площадь равна площади горловины:

Значение минимального перекрытия обычно равно нулю, но может быть и больше, чтобы смоделировать расход утечки. Значение максимального перекрытия обычно очень велико (Inf), но может быть установлено гораздо меньшее значение, чтобы смоделировать дополнительное отверстие.

Площадь кольцевого отверстия составляет:

а гидравлический диаметр составляет:

Вклад в расход, обусловленный движением золотника, рассчитывается как:

где — скорость движения золотника.

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

где — угол наклона струи, который для золотника с острыми кромками считается постоянным и задается в параметре Jet angle.

Зависимость гидродинамической силы от перекрытия определяется следующим образом:

В этом случае нет никакой реактивной силы в перекрытии. Сила в порту R_A рассчитывается с учетом силы в порту R_B, силы давления и гидродинамической силы как:

Если установлен флажок Moving body, и движение корпуса моделируется, то сила в порту C_A рассчитывается с учетом силы в порту C_B:

Золотник с кольцевым отверстием с закругленными кромками

Если для параметра Edges geometry установлено значение Rounded, то предполагается, что кромки золотника скруглены и есть зазор по диаметру между золотником и гильзой, что является более реалистичной геометрической моделью.

Скругление определяется следующими величинами:

Значение относительного эксцентриситета должно быть от 0 до 1.

Положительное перекрытие

Если значение перекрытия положительное , то поток рассчитывается как поток через отверстие.

Площадь кольцевого отверстия составляет:

а гидравлический диаметр составляет:

Обратите внимание, что для достаточно больших размеров площадь, рассчитанная по приведенной выше формуле, превысит диаметр горловины:

Значение перекрытия ограничено между 0 и меньшим из значений и , где — значение, при котором кольцевая площадь равна площади горловины. Значение максимального перекрытия обычно очень велико (Inf), но может быть установлено гораздо меньшее значение, чтобы смоделировать дополнительное отверстие.

Отрицательное перекрытие

Поток при отрицательном перекрытии — это поток утечки через кольцевое отверстие между золотником и его корпусом, предполагается, что он остается ламинарным.

Площадь кольцевого отверстия составляет:

а гидравлический диаметр составляет:

Расход утечки между золотником и гильзой определяется по стандартному уравнению расхода утечки:

где

При отрицательном перекрытии , предполагается, что поток ламинарный. Переход от ламинарного потока к турбулентному осуществляется с помощью коэффициента непрерывности, чтобы избежать разрывов между областями.

Вклад в расход, обусловленный движением золотника, рассчитывается как

Гидродинамическая сила, действующая на золотник, определяются путем оценки изменения импульса. Эта сила стремится закрыть клапан. Для установившегося потока жидкости гидродинамическая сила равна:

где — угол наклона струи.

Косинус угла наклона струи находится путем интерполяции экспериментальных результатов, показанных на рисунке ниже. Для этого используется линейная сплайн-интерполяция.

Зависимость гидродинамической силы от перекрытия x определяется следующим образом:

Установка флажка Couette effect позволяет учесть эффект Куэтта, то есть учесть вклад течения Куэтта в силу вязкого трения.

Сила вязкого трения определяется только в для утечки (отрицательное перекрытие ) и рассчитывается как:

Сила в порту R_A рассчитывается с учетом силы в порту R_B, силы давления, силы вязкого трения и гидродинамической силы как:

Если установлен флажок Moving body, и движение корпуса моделируется, то сила в порту C_A рассчитывается с учетом силы в порту C_B: