Задвижка с затвором (П)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Задвижка с затвором (П) моделирует изменения энергии и давления газа при прохождении через элемент пневматической системы - задвижки, регулирующей поток посредством перемещения круглой заслонки. Перемещение заслонки задается суммой внешнего сигнала (S) и смещения ворот задвижки (gate offset) в закрытом положении (1):

(1)#\[\Delta L=S+gateOffset\]

Если \(\Delta\)L=0, то задвижка полностью закрыта; при увеличении значения данного параметра - открывается.

При \(\Delta\)L≤0, площадь течения равна площади утечки.

При \(\Delta\)L>d\(_0\), (смещение затвора превышает диаметр клапана) площадь течения неизменна и максимальна.

В блоке может быть использована опция сглаживание при значении параметра Коэффициент сглаживания>0 для параметра \(\Delta\)L в крайних положениях (сравнимых с 0 или d\(_0\), где d\(_0\) - диаметр отверстия в клапане).

Также в блоке может быть использована опция восстановление давления - для ее подключения следует установить значение параметра Восстановление давления на вкл.

Площадь, открытая для потока при втягивании ворот, равна (2):

(2)#\[A_{open}=\frac{П\cdot d_{0}^2}{4}-A_{shielded}\]

где d\(_{0}\) — диаметр отверстия клапана.

Площадь, экранированная задвижкой в частично открытом клапане, равна (3):

(3)#\[A_{shielded}=\frac{d_{0}^2}{2}\cdot cos^{-1}(\Delta l/ d_{0})-\frac{\Delta l}{2} \cdot \sqrt {d_{0}^2-(\Delta l)^2}\]

где \(\Delta\)l — смещение затвора, которое представляет собой сумму сигнала на порте S и положения затвора при полном закрытии отверстия.

Если смещение превышает диаметр отверстия, то площадь течения представляет собой сумму максимальной площади отверстия и площади утечки (4):

(4)#\[A_{open}=\frac{П}{4}\cdot - d_{0}^2 +A_{leak}\]

Для любой комбинации сигнала на порте S и смещения затвора, меньшего 0, минимальной площадью клапана является площадь утечки.

Расчёт массового расхода

Блок вычисляет массовый расход как (5):

(5)#\[ \dot m=C_d \cdot S_r \cdot \sqrt {\frac{2 \cdot \gamma}{\gamma - 1}\cdot p_{in} \cdot \rho_{in} \cdot (\frac{p_{out}}{p_{in}})^{\frac {2}{\gamma}}\cdot(\frac{1-(\frac{p_{out}}{p_{in}})^{\frac {\gamma-1}{\gamma}}}{1-(\frac{S_R}{S})^2\cdot(\frac{p_{out}}{p_{in}})^{\frac {2}{\gamma}}})}\]

где:

\(C_d\) – коэффициент разряда;

\(S_r\) – площадь отверстия, [м\(^2\)];

S — площадь поперечного сечения портов A и B, [м\(^2\)];

\(\rho\) – плотность газа, [кг/м\(^3\)];

p - давление газа, [Па];

\(\gamma\) - показатель адиабаты.

Линеаризация уравнения при \(\frac{p_{out}}{p_{in}}\)>B\(_{lam}\) (6):

(6)#\[ \dot m=C_d \cdot S_r \cdot \sqrt {\frac{2 \cdot \gamma}{\gamma - 1}\cdot p_{avg}^{\frac {2 - \gamma}{\gamma}} \cdot \rho_{avg} \cdot B_{lam}^{\frac {2}{\gamma}}\cdot(\frac{1- B_{lam}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}}{1-(\frac{S_r}{S})^2\cdot B_{lam}^{\frac {2}{\gamma}}}})\cdot (\frac {p_{in}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}-p_{out}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}}{1-B_{lam}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}})\]

Когда отношение давления меньше соотношения \(\frac{p_{out}}{p_{in}}\) < \((\frac{2}{\gamma +1})^\frac {\gamma}{\gamma-1}\) уравнением принимается (7):

(7)#\[ \dot m=C_d \cdot S_r \cdot \sqrt {\frac{2 \cdot \gamma}{\gamma + 1}\cdot p_{in} \cdot \rho_{in} \cdot (\frac{1}{(\frac{\gamma +1}{2})^{\frac{2}{\gamma -1}}-(\frac{S_r}{S})^2}})\]

Закон сохранения энергии (8):

(8)#\[ {\phi}_{A}+{\phi}_{B}=0 \]

где:

\(\phi_А\) - поток энергии на входе, [Вт];

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

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Восстановление давления	выкл	-	-
Диаметр отверстия	0.03	-	м
Площадь утечки при закрытом клапане	1.0e-10	-	м\(^2\)
Площадь сечения портов	0.07	-	м\(^2\)
Коэффициент восстановления, доступен когда `Восстановление давления` - `вкл`	0.64	-	-
Коэффициент сглаживания	0.01	-	-
Отношение давлений перехода между ламинарным и турбулентным режимом течения	0.999	-	-

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Нормированное открытие затвора	Вход	-	м	Автоматика
Вход	Вход	-	-	Пневматика
Выход	Выход	-	-	Пневматика

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