HS – Задвижка (тип 1)





палитра схема

Описание

Блок реализует модель какой-либо управляемой арматуры. Модель арматуры устроена следующим образом: блок привносит 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 HS – Канал и HS – Труба, аналогично блоку "местное сопротивление", т.е. задвижка может устанавливаться только на блоки этих типов, с обязательным указанием элемента канала (или трубы; для сокращения записи далее будем описывать случай с каналом). Общий принцип действия задвижки следующий: установленная на канал задвижка добавляет к местному сопротивлению указанного элемента канала своё значение местного сопротивления, вычисляемое по характеристике задвижки, в соответствии с её 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 "держать" задвижкой, и величины протечек. Следует иметь в виду, что математическая модель расчетного кода вычисляет ненулевой расход на каждом шаге расчета даже при таком большом значении местного сопротивления, и расход всегда есть. Его величина будет незначительна при закрытой задвижке, но строго нулю никогда не будет равна. То есть закрытая задвижка всегда немного протекает.

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 учётом текущего положения задвижки.

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 задвижка. Задвижка оказывает влияние на гидравлическую связь между элементом с указанным номером и следующим за ним элементом.
Степень открытия, % State Задаваемая текущая степень открытия задвижки. Может задаваться как константой, так и формулой или сигналом из базы данных.
Коэффициент сопротивления при 0% KsiMax Величина ξ максимальная.
Коэффициент сопротивления при 100% KsiMin Величина ξ минимальная.
Тип характеристики ChType Способ вычисления ξ в зависимости от State.
Связать с БД автоматически connect_to_db Определяет способ вычисления степени открытия State для задвижки: по заданной константе или формуле в свойствах блока или по значению сигнала из базы данных. При использовании второго способа значение степени открытия берется из базы данных в соответствии со свойствами group_name и signal_name. См. общее свойство OnRunScript блока для деталей связи с базой данных.
Имя группы сигналов в БД group_name Имя группы сигналов в базе данных для получения величины степени открытия State.
Имя сигнала в БД (степень открытия) signal_name Имя сигнала в базе данных для получения величины степени открытия State.
Тип арматуры Type Влияет только на графическое изображение блока на схеме.
Цвет в открытом состоянии clr_open Отвечает за индикацию степени открытия арматуры на схеме.
Цвет в закрытом состоянии clr_close Отвечает за индикацию степени открытия арматуры на схеме.

Параметры наверх ↑

Название Имя Описание
Сопротивление _Ksi Основной вычисляемый блоком параметр, передается указанному элементу канала в процессе расчета.

Математическая модель наверх ↑

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.

А) Для линейной характеристики (по расходу) h ограничивается минимальным значением:



коэффициент местного сопротивления вычисляется обратно пропорционально квадрату h:



Б) Для равнопроцентной характеристики (по расходу):



В) Для линейной по коэффициенту сопротивления характеристики:



Г) Для гильотинной характеристики задвижки h ограничивается минимальным значением:




Д) 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 ниже приведены сравнительные графики характеристик задвижки, в линейном масштабе и в логарифмическом 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.





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

Если свойство connect_to_db (связь с базой данных) установлено равным 1 (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.

Практика применения блока следующая: 1) в ручном режиме менять состояние задвижки, задавая значения вручную через свойство State; 2) в поле формула задать выражение, определяющее состояние задвижки (например, использовать имя сигнала проекта или базы данных); 3) включить свойство connect_to_db и управление "передать" автоматическому скрипту связи с базой данных.

Связанные страницы