Тарельчатый клапан (П)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Тарельчатый клапан (П) моделирует изменения энергии и давления газа при прохождении соответствующего элемента пневматической системы.

Клапан открывается или закрывается в соответствии с сигналом, подаваемым на порт Нормализованное смещение. Данный порт принимает значение расстояния между цилиндром и седлом.

Площадь проходного сечения клапана определяется по формуле (1):

(1)#\[A_{open}=П\cdot h\cdot sin(\theta /2)\cdot (d_s+\frac{h}{2}\cdot sin(\theta))+A_{leak}\]

где:

h — расстояние между цилиндром и седлом, [м];

\(\theta\) - угол наклона конуса седла, [град];

d\(_s\) - диаметр цилиндрического клапана, [м];

A\(_{leak}\) - площадь утечки, [м\(^2\)].

Площадь проходного сечения клапана ограничена максимальным смещением h\(_{max}\) (2):

(2)#\[h_{max}=\frac{d_s\cdot (\sqrt {1+cos(\theta/2)}-1)}{sin(\theta)}\]

Для любого смещения штока, превышающего h\(_{max}\), A\(_{open}\) представляет собой сумму максимальной площади проходного сечения клапана и площади утечки (3):

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

При полном закрытии клапана площадь проходного сечения равна площади утечки.

Расчёт массового расхода

Блок вычисляет массовый расход как (4):

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

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\(_{lam}\) (5):

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

Когда отношение давления меньше соотношения \(\frac{p_{out}}{p_{in}}\) < \((\frac{2}{\gamma +1})^\frac {\gamma}{\gamma-1}\) уравнением принимается (6):

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

Закон сохранения энергии (7):

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

где:

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

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

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Форма седла и тарелки: Коническое седло, шарообразная тарелка; Коническое седло, цилиндрическая тарелка (шток); Прямое седло, шарообразная тарелка	Коническое седло, шарообразная тарелка	-	-
Диаметр шара	0.01	-	м
Диаметр отверстия седла, доступно когда `Форма седла и тарелки` - `Коническое седло, шарообразная тарелка` или `Прямое седло, шарообразная тарелка`	7e-3	-	м
Диаметр цилиндрического штока, доступно когда `Форма седла и тарелки` - `Коническое седло, цилиндрическая тарелка (шток)`	0.01	-	м
Угол наклона седла клапана, доступно когда `Форма седла и тарелки` - `Коническое седло, шарообразная тарелка` или `Коническое седло, цилиндрическая тарелка (шток)`	120.0	-	град
Площадь утечки	1.0e-10	-	м\(^2\)
Площадь сечения порта	0.1	-	м\(^2\)
Коэффициент восстановления	0.64	-	-
Отношение давлений перехода между ламинарным и турбулентным режимом течения	0.999	-	-

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Нормализованное смещение	Вход	-	м	Автоматика
Вход	Вход	-	-	Пневматика
Выход	Выход	-	-	Пневматика

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