Pilot-Operated Check Valve (IL)
Обратный клапан с управляющим давлением в сети изотермической жидкости.
Тип: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Valves.DirectionalControl.PilotOperatedCheck
|
Путь в библиотеке: |
Описание
Блок Pilot-Operated Check Valve (IL) моделирует клапан регулирования расхода с переменным направлением потока в зависимости от управляющего давления в линии. Поток обычно ограничен для перемещения от порта A к порту B в подключенной или отключенной конфигурации золотник-тарелка, в соответствии с параметром Pilot configuration.
На рисунке показана схема управляемого обратного клапана.
Управляющее давление определяется как:
где
-
— управляющий перепад давления;
-
— значение параметра Pilot ratio, отношение площади порта X к площади порта A: ;
-
— перепад давления в клапане.
Когда управляющее давление превышает значение Разность давлений для срабатывания, тарелка перемещается, чтобы пропустить поток из порта B в порт A.
Между портом X и портами A и B нет массового расхода.
Регулирование давления в клапане с помощью управляющего давления
Управляющий перепад давления для управления клапаном может быть определен двумя способами:
-
Если для параметра Opening pilot pressure specification установлено значение
Pressure difference of port X relative to port A, то управляющее давление — это разность давлений между портами X и A. -
Если для параметра Opening pilot pressure specification установлено значение
Gauge pressure at port X, то управляющее давление — это разность давлений между портом X и атмосферным давлением.
Если для параметра Pilot configuration установлено значение Disconnected pilot spool and poppet, то относительное давление на порту X должно быть положительным. Если измеренное управляющее давление отрицательное, то управляющее давление основывается только на разности давлений между портами A и B.
Если для параметра Pilot configuration установлено значение Rigidly connected pilot spool and poppet, то управляющее давление — это измеренная разность давлений в соответствии со спецификацией открытия.
Уравнение массового расхода
Уравнение сохранения массы при проходе через клапан:
Массовый расход через клапан рассчитывается следующим образом:
где
-
— коэффициент расхода, значение параметра Discharge coefficient;
-
— площадь мгновенного открытия клапана;
-
— значение параметра Площадь поперечного сечения отверстий портов A и B;
-
— средняя плотность жидкости;
-
— разница давлений в клапане .
Критический перепад давления, — перепад давления, связанный со значением критического числа Рейнольдса , задаваемого параметром Critical Reynolds number, точкой перехода режима между ламинарным и турбулентным течением:
Потеря давления описывает снижение давления в клапане из-за уменьшения его площади и рассчитывается как:
Восстановление давления описывает повышение давления в клапане из-за увеличения площади. Чтобы не учитывать восстановление давления, снимите флажок Восстановление давления. В этом случае потеря давления .
Блок вычисляет , используя параметризацию открытия и динамику открытия клапана.
Параметризация открытия
При линейной параметризация площадь открытия клапана определяется как:
Нормализованное давление представляет собой
Когда клапан находится в почти открытом или почти закрытом положении, вы можете поддерживать численную устойчивость при моделировании, регулируя параметр Smoothing factor. Если параметр Smoothing factor ненулевой, блок плавно поддерживает управляющее давление между и .
Динамика открытия
Если установлен флажок Opening dynamics, то в реакцию потока на смоделированное управляющее давление вносится запаздывание. Давление становится динамическим управляющим давлением . Мгновенное изменение динамического управляющего давления рассчитывается на основе постоянной времени Opening time constant :
По умолчанию флажок Opening dynamics снят.
Порты
Ненаправленные
#
A
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Порт изотермической жидкости, соответствует входу клапана. Когда управляющее давление превышает давление срабатывания , жидкость может выйти из этого порта.
| Имя для программного использования |
|
#
X
—
давление изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Давление, способствующее управлению потока через клапан.
| Имя для программного использования |
|
#
B
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Порт изотермической жидкости, соответствует выходу клапана. Когда управляющее давление превышает давление срабатывания , жидкость может войти в этот порт.
| Имя для программного использования |
|
Параметры
Parameters
#
Pilot configuration —
геометрия клапана
Rigidly connected pilot spool and poppet | Disconnected pilot spool and poppet
Details
Геометрия клапана:
-
Rigidly connected pilot spool and poppet— механизм открытия клапана соединен с тарелкой клапана. -
Disconnected pilot spool and poppet— механизм открытия клапана согласован с тарелкой клапана, но перемещается свободно от нее.
Выбор конфигурации определяет расчет управляющего давления.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Opening pilot pressure specification —
перепад давления для управления клапаном
Pressure at port X relative to port A | Pressure at port X relative to atmospheric pressure
Details
Перепад давления, используемый для управления клапаном. Этот перепад определяет управляющее давление, которое добавляется к перепаду давления между портами A и B и сравнивается с пороговым значением Разность давлений для срабатывания.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Разность давлений для срабатывания —
пороговое давление
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Details
Заданное давление для работы клапана.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Максимальная разность давлений для открытия —
максимальный перепад давления при открытом клапане
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Details
Максимальный перепад давления при полностью открытом клапане. Это значение обеспечивает верхний предел давления при симуляции, чтобы результаты оставались физическими.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Pilot ratio — соотношение площадей управляющих портов
Details
Отношение площади порта X к площади порта A.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Maximum opening area —
максимальная площадь клапана
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
Details
Максимальная площадь проходного сечения клапана. Это значение используется для определения нормализованного давления в клапане и площади открытия клапана во время работы.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Leakage area —
площадь зазора клапана 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.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Площадь поперечного сечения отверстий портов A и 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 портах A и B. Эта площадь используется при вычислении массового расхода через клапан.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Discharge coefficient — коэффициент расхода
Details
Поправочный коэффициент, учитывающий потери на разряжение в теоретических потоках.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Critical Reynolds number — верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока
Details
Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока через клапан.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Smoothing factor — числовой коэффициент сглаживания
Details
Коэффициент непрерывного сглаживания, который вводит уровень постепенного изменения, основанный на характеристике потока, когда клапан находится в почти открытом и почти закрытом положениях. Установите ненулевое значение меньше единицы, чтобы повысить стабильность моделирования в этих режимах.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
# Восстановление давления — учитывать ли повышение давления при расширении области
Details
Учитывать ли повышение давления при перетекании жидкости из области с меньшей площадью поперечного сечения в область с большей площадью поперечного сечения.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
# Opening dynamics — учитывать ли реакцию потока на открытие клапана
Details
Нужно ли учитывать переходные эффекты в системе жидкости, вызванные открытием клапана. Установка флажка Opening dynamics аппроксимирует условия открытия путем введения запаздывания первого порядка в реакцию потока. Параметр Opening time constant также влияет на моделируемую динамику открытия.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Opening time constant —
постоянная времени открытия клапана
d | s | hr | ms | ns | us | min
Details
Константа, определяющая время, необходимое жидкости для достижения устойчивого состояния при открытии или закрытии клапана из одного положения в другое. Этот параметр влияет на моделирование динамики открытия.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Opening dynamics.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |