Игольчатый клапан (ИГ)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок описывает течение изотермической жидкости через игольчатый клапан, в котором игла закрывает отверстие для течения жидкости при посадке в седло.

Величина открытия клапана (поднятия иглы) displacement задается суммой внешнего сигнала S и Смещения иглы в закрытом положении клапана.

При закрытом клапане (displacement<0) площадь течения равна площади утечки.
При displacement > Диаметра седла клапана (смещение иглы превышает диаметр седла клапана) площадь течения неизменна и максимальна.

В блоке может быть использована опция сглаживание при значении параметра Область сглаживания в крайних положениях клапана (от 0 до 1) > 0 для параметра displacement в крайних положениях (сравнимых с 0 или Диаметром седла клапана).

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

Площадь открытия клапана рассчитывается как (1):

(1)#\[ A_{open}=\:\pi\:\cdot h\cdot \:sin{(\frac{\theta}{2})}\cdot [d_{0}-\frac{h}{2}\cdot \:\sin{\theta}]+A_{leak} \]

где:

\(h\) — расстояние по вертикали между внешним краем иглы и седлом, как указано на схеме выше;

\(θ\) — угол конуса седла, который всегда соответствует углу конуса иглы;

\(d_0\) — диаметр отверстия седла;

\(A_{leak}\) - зона утечки.

Площадь отверстия ограничена максимальным смещением \(h_{max}\) (2):

(2)#\[ h_{max}\:=\:\frac{d_{0}\cdot [1-\sqrt{1-cos{\frac{\theta}{2}}}]}{\sin{\theta}} \]

Для любого смещения иглы, превышающего \(h_{max}\) , \(A\) open представляет собой сумму максимальной площади отверстия и площади утечки (3):

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

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

Масса сохраняется за счет клапана:

\(\dot m_{A} + \dot m_{B} = 0\)

Массовый расход через клапан рассчитывается как (4):

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

где:

\(C_d\) – коэффициент разряда;

\(A_{valve}\) - мгновенная открытая площадь клапана;

\(A_{port}\) - площадь поперечного сечения портов A и B;

\(ρ\) – средняя плотность жидкости;

\(Δp\) – разница давлений на клапане \(p_A\) – \(p_B\).

Критический перепад давления, \(Δp_{crit}\) , представляет собой перепад давления, связанный с критическим числом Рейнольдса, \(Re_{crit}\) , точкой перехода режима потока между ламинарным и турбулентным потоком (5):

(5)#\[ \Delta p_{crit}\:=\:\frac{\Pi\:\cdot \:\rho}{8\cdot A_{valve}}\cdot \:(\frac{\nu\:\cdot Re_{crit}}{C_{d}})^2 \]

Потеря давления описывает снижение давления в клапане из-за уменьшения площади. Потери PR рассчитываются как (6):

(6)#\[ PR_{loss}\:=\:\frac{\sqrt{1-(\frac{A_{valve}}{A_{port}})^2\cdot (1-C_{d}^2)}-C_{d}\cdot \:\frac{A_{valve}}{A_{port}}}{\sqrt{1-(\frac{A_{valve}}{A_{port}})^2\cdot (1-C_{d}^2)}+C_{d}\cdot \:\frac{A_{valve}}{A_{port}}} \]

Восстановление давления описывает положительное изменение давления в клапане из-за увеличения площади. Если вы не хотите фиксировать это увеличение давления, снимите флаг Восстановление давления. В этом случае \(PR_{loss}\) равен 1.

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Восстановление давления	выкл	-	-
Диаметр седла клапана	0.01	-	м
Угол седла	120.0	-	градусы
Смещение иглы в закрытом положении	0	-	м
Площадь утечки при закрытом клапане	1e-10	-	\(м^2\)
Площадь сечения портов	0.07	-	\(м^2\)
Коэффициент восстановления, доступно при выборе `Восстановление давления` - `вкл`	0.64	-	-
Критическое число Рейнольдса (расчёт потерь при нулевом перепаде)	150.0	Число Рейнольдса, при котором происходит переход от ламинарного режима течения к турбулентному	-
Область сглаживания в крайних положениях клапана (от 0 до 1)	0.01	-	-

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Смещение иглы	Вход	-	м	Автоматика
Вход	Вход	-	-	Изотермическая гидравлика
Выход	Выход	-	-	Изотермическая гидравлика

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