 |
 |
|
| палитра | схема |
Описание
Обратный клапан — вид защитной трубопроводной арматуры, предназначенный для недопущения изменения направления потока среды в технологической системе. Обратные клапаны пропускают среду в одном направлении и предотвращают её движение в противоположном, действуя при этом автоматически и являясь арматурой прямого действия (наряду с предохранительными клапанами и регуляторами давления прямого действия). С помощью обратной арматуры возможно защитить различное оборудование, трубопроводы, насосы и сосуды под давлением, увеличить продолжительность работы оборудования, а также существенно ограничить течь рабочей среды из системы при разрушении её участка.
Обратный клапан, так же как и задвижка, должен быть установлен на канал или трубу, уже имеющуюся на расчетной схеме. В процессе моделирования блок клапана изменяет свой цвет в зависимости от текущего положения.
На следующих рисунках приведена тестовая схема использования обратного клапана - трубопровод 2 мм в диаметре с низким начальным давлением (100 кПа) подключен к граничным узлам с высоким давлением (1000 кПа) и установлена некоторая арматура - ручные открытые наполовину задвижки и обратные клапана. Примерно на 10-ой секунде расчета видно, что обратные клапана работают по-разному (ОК1 открыт, ОК2 закрыт, о чем говорит также и цвет левого треугольника на блоках), к 50-й секунде внутренний узел достигает по давлению примерно того же уровня, что и граничные узлы, и обратный клапан закрывается.
Порты наверх ↑
Блок не имеет входных и выходных портов, должен быть установлен на существующий канал (или трубу) расчетной схемы.
Свойства наверх ↑
| Название | Имя | Описание |
| Номер элемента | Element | Номер элемента канала, которому принадлежит клапан. Клапан оказывает влияние на гидравлическую связь между элементом канала с указанным номером и следующим за ним элементом. |
| Степень открытия, % | State | Задаваемая текущая степень открытия клапана. Может задаваться как константой, так и формулой или сигналом из базы данных. Используется только при задании управления извне (если сntr = 1)! |
| Коэффициент сопротивления при 0% | KsiMax | Величина ξ максимальная. |
| Коэффициент сопротивления при 100% | KsiMin | Величина ξ минимальная. |
| Постоянная времени, с | tau | Постоянная времени для имитации инерционности клапана. Текущее положение клапана, вычисляемое по безынерционной формуле, дополнительно "сглаживается" апериодикой первого порядка с постоянной времени tau для моделирования конечного времени хода обратного клапана. Подбирается экспериментально, в зависимости от параметров (размер, масса, силы трения и т.п.) реального обратного клапана. |
| Тип характеристики | ChType | Способ вычисления ξ в зависимости от State. |
| Управление извне | cntr | Способ вычисления положения клапана - автоматически по модели обратного клапана, или по заданной извне величине State в свойствах блока, аналогично тому как это реализовано в блоке типа HS – Задвижка (тип 1). |
| Название в две строки | _NumRows | способ отображения подписи блока. Используется при разработке видеокадров, когда нужно длинное KKS-наименование клапана разместить на двух строках. Влияет только на внешний вид блока на схеме. |
Параметры наверх ↑
| Название | Имя | Описание |
| Сопротивление | _Ksi | Основной вычисляемый блоком параметр, передается указанному элементу канала в процессе расчета. |
| Текущий dP на клапане, Па | _dP | Текущий перепад давления на клапане Δp. |
| Степень открытия, % | _state | Текущее положение клапана в процентах (либо вычислено автоматически по вышеуказанной формуле, либо равно State, задаваемому извне). |
| Состояние сборный | is_state | Сигнал для инструкторской станции, имеет смысл только при подключении к БД и компоненту БУЗ, влияет только на отображение блока. |
| Отказ введён | mf | Сигнал для инструкторской станции, имеет смысл только при подключении к БД и компоненту БУЗ, влияет только на отображение блока. |
Математическая модель наверх ↑
Модель обратного клапана в коде HS работает автоматически: клапан изменяет своё положение и, соответственно, величину привносимого местного сопротивления по определенному алгоритму, отслеживая давление с одной и с другой стороны клапана.
Модель клапана работает по следующему алгоритму. Сначала вычисляется текущий перепад давления на клапане в прямом направлении (в Паскалях) как разница давления на входе p₁(t) и на выходе p₂(t) клапана (давления берутся в элементе канала, указанном в свойстве клапана Element и в следующем за ним элементе, соответственно):
после чего в соответствии со свойствами клапана dpClose и dpOpen, вычисляется текущее относительное положение клапана:
По вычисленному h пересчитывается положение клапана (в %) State (см. параметр блока _State) и сопротивление клапана ξ - по алгоритму, полностью аналогичному блоку типа HS – Задвижка (тип 1), в соответствии с типом характеристики клапана, заданным свойством ChType.
Свойство блока cntr - управление извне. При задании его равным единице (cntr = 1) используется свойство State (положение извне) и h = State/100 . Это сделано для того, чтобы можно было переключаться с внутренней для гидравлики модели обратного клапана (работающей по давлениям) на модель, реализованную в алгоритмической части, в типовом компоненте (например, с учетом отказов, или для возможности реализации управляемых обратных клапанов (КОС) и т.п.). При cntr = 0 используется обычная внутренняя модель обратного клапана, представленная выше. При cntr = 1 положение обратного клапана в гидравлике берется из свойства State (параметр _State при этом всегда равен свойству State).
