Шаровой кран (П)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Шаровой кран (П) моделирует работу данного запорно-регулирующего устройства в пневматической системе.

Примечание

Пользователь имеет возможность настраивать максимальную площадь течения газа через кран и максимальную пропускную способность крана в размерностях:

[$м^3/ч$] - для коэффициента $K_v$;
[галлон/мин] - для коэффициента $С_v$, посредством которых можно вычислить коэффициент восстановления $C_d$ по следующим формулам (1) и (2) :

(1)#\[C_d=\frac{K_v}{A}\cdot\sqrt{\frac{\rho_{water, 15^0C}}{2\cdot \Delta p_{K_v}}}\]

(2)#\[C_d=\frac{C_v}{A}\cdot\sqrt{\frac{\rho_{water, 60^0F}}{2\cdot \Delta p_{C_v}}}\]

Степень открытия крана в градусах задается через внешний порт автоматики.

Примечание

Нулевой сигнал означает полностью закрытый кран.

Расчёт открытой площади для течения газа выполнен согласно справочнику Идельчика для цилиндрической трубы по следующему рисунку :

Примечание

Также пользователь может выбрать табличной задание данных, задав пару векторов тремя разными способами:

Первый способ:

Вектор коэффициентов $K_v$ и вектор углов поворота крана

Второй способ:

Вектор коэффициентов $C_v$ и вектор углов поворота крана

Третий способ:

Вектор площадей сечения крана и вектор углов поворота крана

Блок сохраняет массу так, что (3) :

(3)#\[\dot m_{A}\:+\:\dot m_{B}\:=\:\rho\:\cdot \:\nu_{A}\:\cdot \:A_{A}\:+\: \rho\:\cdot \:\nu_{B}\:\cdot \:A_{B}\:=\:0\]

Этот баланс масс подразумевает, что скорость увеличивается при уменьшении площади и уменьшается, когда поток разряжается на большую площадь. В соответствии с принципом Бернулли это изменение скорости приводит к появлению области более низкого давления в отверстии и более высокого давления в зоне расширения. Результирующее увеличение давления, которое называется восстановлением давления, зависит от коэффициента потерь при восстановлении давления и соотношения площадей отверстия и порта.

Закон сохранения энергии (4) :

(4)#\[\phi_А+\phi_В=0\]

где:

$\phi_A$ - поток энергии на входе, [Вт];

$\phi_В$ - поток энергии на выходе, [Вт].

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Тип параметризации: Расчётный; Табличный	Расчётный	-	-
Параметризация коэффициентов расхода: $K_v$; $C_v$; $C_d$ и площадь	$K_v$	-	-
Максимальная пропускная способность, при выборе `Тип параметризацииа` - `Расчётный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $K_v$	49.0	-	м$^3$/ч
Максимальный коэффициент расхода, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $C_v$	32.0	-	галлон/мин
Коэффициент восстановления, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - `$C_d$ и площадь`	0.64	-	-
Площадь сечения портов, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`	0.09	-	м$^2$
Площадь отверстия в шаре, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`	0.07	-	м$^2$
Площадь утечки при закрытом клапане, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`	1.0E-10	-	м$^2$
Отношение давлений перехода между ламинарным и турбулентным режимом	0.999	-	-
Вектор коэффициентов расхода $K_v$, при выборе `Тип параметризации` - `Табличный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $K_v$	{1.0E-6; 0.34; 0.76; 1.6; 2.45; 4.1; 5.75; 9.4; 13.0; 28.0; 50.0}	-	м$^3$/ч
Вектор коэффициентов расхода $C_v$, при выборе `Тип параметризацииа` - `Табличный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $C_v$	{1.0E-6; 0.58; 1.15; 1.9; 2.8; 4.3; 7.0; 10.5; 17.0; 26.0; 32.0}	-	галлон/мин
Вектор углов открытия крана (от 0 вкл. до $\pi$/2 вкл.), при выборе `Тип параметризации` - `Табличный`	{0.0; 0.15707963267948966; 0.3141592653589793; 0.47123889803846897; 0.6283185307179586; 0.7853981633974483; 0.9424777960769379; 1.0995574287564276; 1.2566370614359172; 1.413716694115407; 1.5707963267948966}	-	рад
Вектор площади течения, при выборе `Тип параметризации` - `Табличный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - `$C_d$ и площадь`	{1.0E-16; 6.25E-5; 1.25E-4; 1.875E-4; 2.5E-4; 3.125E-4; 3.75E-4; 4.37E-4; 5.0E-4; 5.625E-4; 6.25E-4}	-	м$^2$

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Угол открытия крана	Вход	-	-	Автоматика
Вход	Вход	-	-	Пневматика
Выход	Выход	-	-	Пневматика

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Тип параметризации: Расчётный; Табличный	Расчётный	-	-
Параметризация коэффициентов расхода: \(K_v\); \(C_v\); \(C_d\) и площадь	\(K_v\)	-	-
Максимальная пропускная способность, при выборе `Тип параметризацииа` - `Расчётный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $K_v$	49.0	-	м\(^3\)/ч
Максимальный коэффициент расхода, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $C_v$	32.0	-	галлон/мин
Коэффициент восстановления, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - `$C_d$ и площадь`	0.64	-	-
Площадь сечения портов, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`	0.09	-	м\(^2\)
Площадь отверстия в шаре, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`	0.07	-	м\(^2\)
Площадь утечки при закрытом клапане, при выборе `Тип параметризации` - `Расчётный`	1.0E-10	-	м\(^2\)
Отношение давлений перехода между ламинарным и турбулентным режимом	0.999	-	-
Вектор коэффициентов расхода \(K_v\), при выборе `Тип параметризации` - `Табличный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $K_v$	{1.0E-6; 0.34; 0.76; 1.6; 2.45; 4.1; 5.75; 9.4; 13.0; 28.0; 50.0}	-	м\(^3\)/ч
Вектор коэффициентов расхода \(C_v\), при выборе `Тип параметризацииа` - `Табличный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - $C_v$	{1.0E-6; 0.58; 1.15; 1.9; 2.8; 4.3; 7.0; 10.5; 17.0; 26.0; 32.0}	-	галлон/мин
Вектор углов открытия крана (от 0 вкл. до \(\pi\)/2 вкл.), при выборе `Тип параметризации` - `Табличный`	{0.0; 0.15707963267948966; 0.3141592653589793; 0.47123889803846897; 0.6283185307179586; 0.7853981633974483; 0.9424777960769379; 1.0995574287564276; 1.2566370614359172; 1.413716694115407; 1.5707963267948966}	-	рад
Вектор площади течения, при выборе `Тип параметризации` - `Табличный`, `Параметризация коэффициентов расхода` - `$C_d$ и площадь`	{1.0E-16; 6.25E-5; 1.25E-4; 1.875E-4; 2.5E-4; 3.125E-4; 3.75E-4; 4.37E-4; 5.0E-4; 5.625E-4; 6.25E-4}	-	м\(^2\)