Устройство преобразования механической гидравлической мощности
Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Pumps & Motors
Блок Fixed-Displacement Pump (TL) 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 A и B представляют входные отверстия насоса. Порты R и C представляют вал электропривода и случай. Во время нормального функционирования усиление давления от порта A до порта B положительно, если угловая скорость в порте R относительно порта C 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 A до порта B (Δp) и на угловой скорости в порте R относительно порта C (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.
Массовая скорость потока жидкости, сгенерированная на заправке,
где:
фактическая массовая скорость потока жидкости.
идеальная массовая скорость потока жидкости.
внутренняя утечка mas скорость потока жидкости.
Ведущий крутящий момент, требуемый приводить в действие насос,
где:
τ является фактическим ведущим крутящим моментом.
Идеал τ является идеальным ведущим крутящим моментом.
Трение τ является крутящим моментом трения.
Идеальная массовая скорость потока жидкости
и идеал сгенерированный крутящий момент
где:
ρ является средним значением жидкой плотности в тепловых жидких портах A и B.
D является параметром Displacement.
ω является валом угловая скорость.
Δp является перепадом 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.
μ является динамической вязкостью тепловой жидкости, взятой здесь в качестве среднего значения ее значений в тепловых жидких портах.
TP K является заданным значением параметров блоков Friction torque vs pressure drop coefficient.
τ 0 является заданным значением параметров блоков No-load torque.
Имя ω является заданным значением параметров блоков Nominal shaft angular velocity.
Коэффициент Хагена-Poiseuille определяется от номинальных жидких и параметров компонента до уравнения
где:
Имя ω является заданным значением параметра Nominal shaft angular velocity. Это - угловая скорость, в которой задана номинальная объемная эффективность.
Имя μ является заданным значением параметров блоков Nominal Dynamic viscosity. Это - динамическая вязкость, в которой задана номинальная объемная эффективность.
Имя Δp является заданным значением параметров блоков Nominal pressure drop. 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 моторного насоса.
уровень утечки в моторном режиме.
уровень утечки в режиме насоса.
Трение τ, Двигатель является крутящим моментом трения в моторном режиме.
Трение τ, Насос является крутящим моментом трения в режиме насоса.
Параметр сглаживания α дан гиперболической функцией
где:
Порог Δp является заданным значением параметров блоков Pressure gain threshold for pump-motor transition.
Порог ω является заданным значением параметров блоков Angular velocity threshold for pump-motor transition.
Уровень утечки вычисляется от объемной эффективности, количество, которое задано в сведенной в таблицу форме по Δp –ɷ область через параметры блоков Volumetric efficiency table. При работе в режиме насоса (квадранты 1 и 3 Δp –ɷ график, показанный в фигуре Режимов работы), уровень утечки:
то, где η v является объемной эффективностью, получило или интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных. Точно так же при работе в моторном режиме (квадранты 2 и 4 Δp –ɷ график), уровень утечки:
Крутящий момент трения так же вычисляется от механической эффективности, количество, которое задано в сведенной в таблицу форме по Δp –ɷ область через параметры блоков Mechanical efficiency table. При работе в режиме насоса (квадранты 1 и 3 Δp –ɷ график):
то, где η m является механической эффективностью, получило или интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных. Точно так же при работе в моторном режиме (квадранты 2 и 4 Δp –ɷ график):
Случай 3: потеря 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 losses
, утечка (объемная) скорость потока жидкости задана непосредственно в сведенной в таблицу форме по Δp –ɷ область:
Массовая скорость потока жидкости из-за утечки вычисляется от объемного расхода:
Крутящий момент трения так же задан в сведенной в таблицу форме:
где Утечка q (Δp, ω) и Трение τ (Δp, ω) является объемными и механическими потерями, полученными посредством интерполяции или экстраполяции сведенных в таблицу данных, заданных через параметры блоков Mechanical loss table и Volumetric loss table.
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.
Эффективность задана как положительные количества со значением между нулем и один. Входные значения за пределами этих границ установлены равные связанному самому близкому (нуль для входных параметров, меньших, чем нуль, один для входных параметров, больше, чем один). Другими словами, сигналы эффективности насыщаются в нуле и один.
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.
Знаки входных параметров проигнорированы. Блок устанавливает знаки автоматически от условий работы, установленных во время симуляции — более точно от Δp –ɷ квадрант, в котором компонент, оказывается, действует. Другими словами, ли вход положителен, или отрицательный не важно блоку.
Насос обработан как квазиустойчивый компонент.
Эффекты жидкой инерции и повышения проигнорированы.
Стена насоса тверда.
Внешняя утечка проигнорирована.
Центробежный насос (TL) | Двигатель фиксированного смещения (TL) | Насос переменного смещения (TL)