Задвижка (тип 1)

в палитре	на схеме

Блок реализует модель управляемой арматуры. Модель арматуры устроена следующим образом: блок создает дополнительное местное сопротивление на один указанный элемент канала, точнее - на гидравлическую связь между указанным элементом и следующим за ним контрольным объемом (следующим элементом канала или узлом, к которому подключен выходной порт канала, если указанный элемент канала последний). Проходное сечение в канале при этом не изменяется.

Задвижка является дочерним для блоков типа «Канал» и «Труба», аналогично блоку «Местное сопротивление», то есть задвижка может устанавливаться только на блоки этих типов, с обязательным указанием элемента канала или трубы. Общий принцип действия задвижки следующий: установленная на канал задвижка добавляет к местному сопротивлению указанного элемента канала свое значение местного сопротивления, вычисляемое по характеристике задвижки, в соответствии с ее текущим положением. Как правило, при полностью открытом положении сопротивление задвижки минимально и близко к 0, при полностью закрытом положении сопротивление бесконечно велико и обычно его указывают в размере 10⁸...10¹², в зависимости от давления, которое необходимо поддерживать задвижкой и величины протечек. Математическая модель расчетного кода вычисляет ненулевой расход на каждом шаге расчета даже при большом значении местного сопротивления. Значение расхода будет незначительно при закрытой задвижке, но никогда не будет равна нулю.

Таким образом, входной величиной для модели задвижки является свойство блока State, которое может быть задано в диапазоне от 0% до 100%. Закрытому положению соответствует 0%, полностью открытому 100%. Выходной величиной блока является коэффициент местного сопротивления задвижки ξ (параметр блока _Ksi), значение которого добавляется на каждом шаге расчета к местному сопротивлению указанного элемента канала с номером Element, для корректного вычисления расхода в канале с учетом текущего положения задвижки.

Математическая модель

В зависимости от выбранного типа характеристики (линейная по расходу, равнопроцентная по расходу, линейная по коэффициенту сопротивления, гильотинная, или пользовательская характеристика из файла), модель реализует различную зависимость местного сопротивления ξ от текущего положения State: ξ = f(State). Для всех типов характеристик, кроме пользовательской, важными являются значения свойств блока KsiMin и KsiMax.

Сначала вычисляется относительное положение задвижки h , которое ограничивается диапазоном от 0 до 1, включительно:

Далее, в зависимости от выбранного типа характеристики, производится вычисление местного сопротивления задвижки.

1. Для линейной характеристики (по расходу) h ограничивается минимальным значением:
   
   Коэффициент местного сопротивления вычисляется с помощью выражения:
   
2. Для равнопроцентной характеристики (по расходу):
   
3. Для линейной по коэффициенту сопротивления характеристики:
   
4. Для гильотинной характеристики задвижки h ограничивается минимальным значением:
   
   Коэффициент местного сопротивления вычисляется с помощью выражения:
   
5. Для пользовательской характеристики, при помощи линейной интерполяции по таблице вычисляется ξ в зависимости от текущего положения State (свойства KsiMin и KsiMax при этом не учитываются).

На рисунках приведены сравнительные графики характеристик задвижки в линейном масштабе (Рисунок 1) и в логарифмическом (Рисунок 2) по ξ (для линейного масштаба верхний предел ограничен 10¹⁰, отрезана часть пользовательской характеристики, которая уходит в область 10¹²). Видно, что даже минимальное открытие задвижки на 1-2% приводит к сильному падению сопротивления для всех характеристик кроме линейной по ξ и равнопроцентной. Поэтому к выбору характеристики следует подходить аккуратно - в режимах, где требуется регулирование в широком диапазоне от 0 до 100%, следует поставить равнопроцентную или линейную по ξ характеристику. Либо задаться своей, адекватно описывающей геометрию и гидравличскую характеристику требуемого регулирующего органа.

Рисунок 1. График характеристики задвижки в линейном масштабе

Рисунок 2. График характеристики задвижки в логарифмическом масштабе

Свойство Type (тип арматуры) влияет исключительно на внешний вид блока, размещенного на схеме.

Управление блоком осуществляется следующим образом:

1. В ручном режиме изменять состояние задвижки необходимо с помощью свойства State.
2. В поле формула возможно задать выражение, определяющее состояние задвижки (например, использовать имя сигнала проекта или базы данных).
3. Автоматическое управление блоком с помощью базы данных осуществляется свойством connect_to_db. Если свойство connect_to_db (связь с базой данных) установлено в значение «Да», то на каждом шаге расчета свойству State будет присвоено значение сигнала из базы данных в соответствии с заданным именем группы и именем сигнала. Таким образом, управление арматурой будет происходить в соответствии со значением сигнала базы данных.