Устройство преобразования механического устройства к гидравлической мощности
Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Насосы и Двигатели
Блок Fixed-Displacement Pump представляет устройство, которое извлекает степень от механической вращательной сети и поставляет ее гидравлическому (изотермическая жидкость) сеть. Смещение насоса фиксируется в постоянном значении, которое вы задаете через параметр Displacement.
Порты T и P представляют входные отверстия насоса. Порт S представляет карданный вал насоса. Во время нормального функционирования усиление давления от порта T до порта P положительно, если угловая скорость в порте S положительна также. Этот режим работы упомянут здесь как прямой насос.
Режимы работы
В общей сложности четыре режима работы возможны. Рабочий режим зависит от усиления давления от порта T до порта P (Δp) и на угловой скорости в порте S (ω). Фигура Режимов работы сопоставляет режимы с квадрантами графика Δp-ω. Режимы маркированы 1–4:
Режим 1: передайте насос — положительный вал, угловая скорость генерирует положительное усиление давления.
Режим 2: противоположный двигатель — отрицательный перепад давления (показанный в фигуре как положительное усиление давления) генерирует отрицательный вал угловая скорость.
Режим 3: противоположный насос — отрицательный вал угловая скорость генерирует отрицательное усиление давления.
Режим 4: передайте двигатель — положительный перепад давления (показанный в фигуре как отрицательное усиление давления) генерирует положительный вал угловая скорость.
Время отклика насоса рассматривается незначительным по сравнению со временем отклика системы. Насос принят, чтобы достигнуть устойчивого состояния почти мгновенно и обработан как квазиустойчивый компонент.
Модель насоса составляет потери мощности из-за утечки и трения. Утечка является внутренней и происходит между входным отверстием насоса и выходом только. Блок вычисляет уровень утечки и крутящий момент трения с помощью выбора пяти параметризации потерь. Вы выбираете блок использования параметризации варианты и, в случае Analytical or tabulated data, параметре Friction and leakage parameterization.
Параметризация потерь
Блок обеспечивает три варианта Simulink®, чтобы выбрать из. Чтобы изменить активный вариант блока, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите Simscape> Block choices. Доступные варианты:
Analytical or tabulated data — Получите механическую и объемную эффективность или потери от аналитических моделей на основе номинальных параметров или от сведенных в таблицу данных. Используйте параметр Friction and leakage parameterization, чтобы выбрать точный входной тип.
Input efficiencies — Обеспечьте механическую и объемную эффективность непосредственно через входные порты физического сигнала.
Input losses — Предоставьте механические и объемные потери непосредственно через входные порты физического сигнала. Механическая потеря задана как внутренний крутящий момент трения. Объемная потеря задана как внутренний уровень утечки.
Объемный расход, сгенерированный на заправке,
где:
q является сетевым объемным расходом.
Идеал q является идеальным объемным расходом.
Утечка q является внутренним объемным расходом утечки.
Ведущий крутящий момент, требуемый приводить в действие насос,
где:
τ является сетевым ведущим крутящим моментом.
Идеал τ является идеальным ведущим крутящим моментом.
Трение τ является крутящим моментом трения.
Идеальный объемный расход
и идеальный ведущий крутящий момент
где:
D является заданным значением параметров блоков Displacement.
ω является мгновенной угловой скоростью ротационного вала.
Δp является мгновенным усилением давления от входного отверстия до выхода.
Внутренний уровень утечки и вычисления крутящего момента трения зависят от выбранного варианта блока. Если вариантом блока является Analytical or tabulated data, вычисления зависят также от установки параметра Leakage and friction parameterization. Существует пять возможных перестановок варианта блока и настройки параметризации.
Случай 1: аналитическое вычисление эффективности
Если активным вариантом блока является Analytical or tabulated data, и параметр Leakage and friction parameterization устанавливается на Analytical, уровень утечки
и крутящий момент трения
где:
K HP является коэффициентом Хагена-Poiseuille для пластинчатых потоков канала. Этот коэффициент вычисляется из заданных номинальных параметров.
TP K является заданным значением параметров блоков Friction torque vs pressure gain coefficient.
τ 0 является заданным значением параметров блоков No-load torque.
Порог ω является порогом угловая скорость для перехода моторного насоса. Порог угловая скорость внутренне часть набора заданного значения параметров блоков Nominal shaft angular velocity.
Коэффициент Хагена-Poiseuille определяется от номинальных жидких и параметров компонента до уравнения
где:
Имя ν является заданным значением параметров блоков Nominal kinematic viscosity. Это - кинематическая вязкость, в которой задана номинальная объемная эффективность.
Имя ρ является заданным значением параметров блоков Nominal fluid density. Это - плотность, в которой задана номинальная объемная эффективность.
Имя ω является заданным значением параметров блоков Nominal shaft angular velocity. Это - угловая скорость, в которой задана номинальная объемная эффективность.
ρ является фактической жидкой плотностью в присоединенном гидравлическом (изотермическая жидкость) сеть. Эта плотность может отличаться от заданного значения параметров блоков Nominal fluid density.
v является кинематической вязкостью жидкости, сопоставленной с жидкой сетью.
Имя Δp является заданным значением параметров блоков Nominal pressure gain. Это - перепад давления, при котором задана номинальная объемная эффективность.
η v, Имя является заданным значением параметров блоков Volumetric efficiency at nominal conditions. Это - объемная эффективность, соответствующая заданным номинальным условиям.
Случай 2: эффективность сведенные в таблицу данные
Если активным вариантом блока является Analytical or tabulated data, и параметр Leakage and friction parameterization устанавливается на Tabulated data — volumetric and mechanical efficiencies, уровень утечки
и крутящий момент трения
где:
α является числовым параметром сглаживания для перехода насоса насоса.
Утечка q, Насос является уровнем утечки в режиме насоса.
Утечка q, Двигатель является уровнем утечки в моторном режиме.
Трение τ, Насос является крутящим моментом трения в режиме насоса.
Трение τ, Двигатель является крутящим моментом трения в моторном режиме.
Параметр сглаживания α дан гиперболической функцией
где:
Порог Δp является заданным значением параметров блоков Pressure drop threshold for motor-pump transition.
Порог ω является заданным значением параметров блоков Angular velocity threshold for motor-pump transition.
Уровень утечки вычисляется от сведенных в таблицу данных эффективности до уравнения
в режиме насоса и посредством уравнения
в моторном режиме, где:
η v является объемной эффективностью, полученной посредством интерполяции или экстраполяции данных о параметре Volumetric efficiency table, e_v(dp,w).
Точно так же крутящий момент трения вычисляется от сведенных в таблицу данных эффективности до уравнения
в режиме насоса и посредством уравнения
в моторном режиме, где:
η m является механической эффективностью, полученной посредством интерполяции или экстраполяции данных о параметре Mechanical efficiency table, e_m(dp,w).
Случай 3: потеря сведенные в таблицу данные
Analytical or tabulated data, и параметр Leakage and friction parameterization устанавливается на Tabulated data — volumetric and mechanical losses, уравнение скорости утечки
и уравнение крутящего момента трения
где Утечка q (Δp, ω) и Трение τ (Δp, ω) является объемными и механическими потерями, полученными посредством интерполяции или экстраполяции Volumetric loss table, q_loss(dp,w) и данных о параметре Mechanical loss table, torque_loss (dp,w).
Случай 4: входные параметры физического сигнала эффективности
Если активным вариантом блока является Input efficiencies, уровень утечки и вычисления крутящего момента трения как описаны для сведенных в таблицу данных эффективности (случай 2). Объемные и механические интерполяционные таблицы эффективности заменяются входными параметрами физического сигнала, которые вы задаете через порты EV и EM.
Случай 5: входные параметры физического сигнала потерь
Если вариантом блока является Input losses, уровень утечки и вычисления крутящего момента трения как описаны для сведенных в таблицу данных потери (случай 3). Объемные и механические интерполяционные таблицы потерь заменяются входными параметрами физического сигнала, которые вы задаете через порты LV и LM.
Если вариант блока установлен в Analytical or tabulated data, можно построить разнообразие производительности, эффективности и кривых потерь от данных моделирования и параметров компонента. Используйте контекстно-зависимое меню блока, чтобы построить характеристические кривые. Щелкните правой кнопкой по блоку, чтобы открыть меню и выбрать Fluids> Plot characteristic. Тестовая обвязка открывается инструкциями относительно того, как сгенерировать кривые. Смотрите Насос и Моторные Характеристические Кривые.
Жидкая сжимаемость незначительна.
Загружая на вале насоса из-за инерции, трение и пружинные силы незначительны.
Двигатель фиксированного смещения | Двигатель фиксированного смещения (TL) | Насос фиксированного смещения (TL) | Двигатель переменного смещения | Насос переменного смещения