Переключающий клапан (ТГ)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Переключающий клапан (ТГ) моделирует работу соответствующего элемента в гидравлической сети, который имеет два гидравлических входа, один гидравлический выход и работает по следующему принципу:

С помощью свойств блока пользователь задаёт две уставки давления \(dpSet_1\) (свойство Давление, при котором входной порт 1 открыт, а порт 2 закрыт) и \(dpSet_2\) (свойство Давление, при котором входной порт 2 открыт, а порт 1 закрыт), первая из которых меньше второй. С этими уставками каждый такт работы модели сравнивается перепад давления между двумя входными портами, именуемый dp12:

если перепад dp12 меньше уставки dpSet1, то полностью открывается только входной порт 1, а порт 2 полностью закрыт;
если перепад dp12 больше второй уставки dpSet2 – полностью открывается только входной порт 2, а порт 1 полностью закрыт;
если значение перепада находится между двумя уставками, то открыты оба входных порта, но не полностью – сумма площадей потоков через входные порты \(A_{valve1}\) и \(A_{valve2}\) равна максимальной площади сечения клапана \(A_{max}\). Распределение потоков через порты 1 и 2 зависит от величины отклонения фактического перепада давления между данными портами от уставок dpSet1 и dpSet2 – методика расчёта фактических площадей приведена ниже.

Закон сохранения масс (1):

(1)#\[Min_1+Min_2+M_{out}=0\]

Зависимость массы от перепада давления (2):

(2)#\[\dot{m}=\frac{C_d\cdot A_{valve}\cdot \sqrt{2\cdot \bar \rho}}{\sqrt{PR_{loss}\cdot(1-(\frac{A_{valve}}{A_{port}})^2)}}\cdot \frac{\Delta p}{(\Delta p^2 + \Delta p^2_{crit})^{1/4}}\]

где:

\(A_{valve}\) – площадь сечения клапана, [м\(^2\)];

\(A_{port}\) – площадь сечения портов, [м\(^2\)];

\(PR_{loss}\) – коэффициент потерь;

\(\Delta p_{crit}\) – критический перепад давления, [Па];

\(\Delta p\) – перепад давления между входным и выходным портом, [Па];

Примечание

Рассчитывается в ядре модели на каждом такте её работы

Примечание

Рассчитывается далее

Примечание

Для данного блока dp1 определяется как перепад между входным портом 1 и выходным портом, dp2 – аналогично для порта 2. По значениям этих двух перепадов рассчитываются величины \(Min_1\) и \(Min_2\) – массовые расходы через входные порты 1 и 2 соответственно.

Расчёт критического перепада (3):

(3)#\[\Delta p_{crit}=\frac{\pi \cdot \bar \rho}{8 \cdot A_{valve}}\cdot(\frac{\nu \cdot Re_{crit}}{C_d})^2\]

где:

\(C_d\) – коэффициент восстановления;

\(\nu\) – кинематическая вязкость жидкости, [мм\(^2\)/c];

\(Re_{crit}\) – критическое число Рейнольдса, граница между ламинарным и турбулентным течением.

Расчёт коэффициентов потерь(4):

(4)#\[PR_{loss}=\frac{\sqrt{1-(\frac{A_{valve}}{A_{port}})^2\cdot (1-C_d^2)}-C_d\cdot \frac{A_{valve}}{A_{port}}}{\sqrt{1-(\frac{A_{valve}}{A_{port}})^2\cdot (1-C_d^2)}+C_d\cdot \frac{A_{valve}}{A_{port}}}\]

Расчёт площади сечения клапана

При течении жидкости через входной порт 1 площадь сечения потока \(A_{valve1}\) расчитывается как (5):

(5)#\[A_{valve1} = A_{max} + A_{leak} – A_{valve2}\]

где:

\(A_{max}\) – максимальная площадь сечения клапана, [м\(^2\)];

\(A_{leak}\) – площадь утечки, [м\(^2\)];

\(A_{valve2}\) – площадь сечения потока жидкости через входной порт 2, [м\(^2\)].

При этом площадь сечения потока \(A_{valve2}\) рассчитывается как (6):

(6)#\[A_{valve2}=P_{norm}\cdot (A_{max}-A_{leak})+A_{leak}\]

Нормированное давление \(P_{norm}\) pаcчитывается следующим образом (7):

(7)#\[P_{norm}=\frac{(dp12-dpSet_1)}{(dpSet_2-dpSet_1)}\]

где:

dp12 – перепад давления между входными портами 1 и 2, [Па];

\(dpSet_1\) – уставка перепада между входными портами, ниже которой открыт только входной порт 1;

\(dpSet_2\) – уставка перепада между входными портами, выше которой открыт только входной порт 2.

Закон сохранения энергии (8) :

(8)#\[\phi_A+\phi_B=0\]

где:

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

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

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Давление, при котором входной порт 1 открыт, а порт 2 закрыт	-10000.0	-	Па
Давление, при котором входной порт 2 открыт, а порт 1 закрыт	10000.0	-	Па
Максимальная площадь сечения клапана	1.0E-4	-	м\(^2\)
Площадь утечки при закрытом клапане	1.0E-10	-	м\(^2\)
Площадь сечения портов	0.09	-	м\(^2\)
Коэффициент восстановления, доступно при выборе `Восстановление давления` - `вкл`	0.64	-	-
Критическое число Рейнольдса (расчёт потерь при нулевом перепаде)	150	-	-
Коэффициент сглаживания (от 0 вкл. до 1 вкл.)	0.01	-	-
Восстановление давления	вкл	-	-

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Вход (порт 1)	Вход	-	-	Теплогидравлика
Вход (порт 2)	Вход	-	-	Теплогидравлика
Выход	Выход	-	-	Теплогидравлика

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