Заряженный газом аккумулятор

Гидравлический аккумулятор с газом как сжимаемый носитель

Библиотека

Аккумуляторы

Описание

Этот блок моделирует заряженный газом аккумулятор. Аккумулятор состоит из предзаряженной газовой камеры и жидкой камеры. Жидкая камера соединяется с гидравлической системой. Камеры разделяются мочевым пузырем, поршнем или любым своего рода диафрагма.

Когда жидкое давление во входном отверстии аккумулятора становится больше, чем давление перед зарядом, жидкость вводит аккумулятор и сжимает газ, храня гидравлическую энергию. Уменьшение в жидком давлении заставляет газ распаковывать и разряжать сохраненную жидкость в систему.

Во время типичных операций давление в газовой камере равно давлению в жидкой камере. Однако, если давление во входном отверстии аккумулятора опускается ниже давления перед зарядом, газовая камера становится изолированной от системы. В этой ситуации жидкая камера пуста, и давление в газовой камере остается постоянным и равным давлению перед зарядом. Давление во входном отверстии аккумулятора зависит от гидравлической системы, с которой соединяется аккумулятор. Если давление в аккумуляторе вставило сборки до давления перед зарядом или выше, жидкость вводит аккумулятор снова.

Движение разделителя между жидкой камерой и газовой камерой ограничивается двумя жесткими остановками, которые ограничивают расширение и сокращение жидкого объема. Жидкий объем ограничивается, когда жидкая камера на полной мощности и когда жидкая камера пуста. Жесткие остановки моделируются с конечной жесткостью и затуханием. Это означает, что для жидкого объема возможно стать отрицательным или больше, чем жидкая способность камеры, в зависимости от значений коэффициента жесткости жесткой остановки и входного давления аккумулятора.

Схема представляет заряженный газом аккумулятор. Общий объем аккумулятора (V T) разделен на жидкую камеру слева и газовую камеру справа вертикальным разделителем. Расстояние между левой стороной и разделителем задает жидкий объем (V F). Расстояние между правой стороной и разделителем задает газовый объем (V T – V F). Жидкая способность камеры (V C) является меньше, чем общий объем аккумулятора (V T) так, чтобы газовый объем никогда не становился нулем.

Давление контакта жесткой остановки моделируется с термином жесткости и сроком затухания. Отношение давления газа и газового объема между текущим состоянием и состоянием перед зарядом дано политропным отношением с давлением, сбалансированным в разделителе:

(pG+pA)(VT−VF)k=(ppr+pA)VTk

pF=pG+pHS

VC=VT−Vdead

pHS={KS(VF−VC)+KdqF+(VF−VC)если VF≥VCKSVF−KdqF−VFесли VF≤00в противном случае

qF+={qFесли qF≥00в противном случае

qF−={qFесли qF≤00в противном случае

где

V TСуммарный объем аккумулятора, включая жидкую камеру и газовую камеру
V FОбъем жидкости в аккумуляторе
V initНачальный объем жидкости в аккумуляторе
V CЖидкая способность камеры, различие между общим объемом аккумулятора и газовой камерой мертвый объем
Мертвый VМертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры, которая остается заполненной с газом, когда жидкая камера на полной мощности
p FЖидкое давление (прибор) в жидкой камере, которая равна давлению во входном отверстии аккумулятора
PR pДавление (прибор) в газовой камере, когда жидкая камера пуста
p AАтмосферное давление
p GДавление газа (прибор) в газовой камере
HS pДавление контакта жесткой остановки
K sКоэффициент жесткости жесткой остановки
K dКоэффициент затухания жесткой остановки
kОтношение удельной теплоемкости (адиабатический индекс)
q FУровень потока жидкости в аккумулятор, который положителен если потоки жидкости в аккумулятор

Скорость потока жидкости в аккумулятор является скоростью изменения жидкого объема:

qF=dVFdt

В t = 0, начальным условием является V F = V init, где V init является значением, вы присваиваете параметру Initial fluid volume.

Блок Gas-Charged Accumulator не рассматривает загрузку на разделитель. Чтобы смоделировать дополнительные эффекты, такие как инерция разделителя и трение, можно создать заряженный газом аккумулятор как подсистему или составной компонент, подобный блок-схеме ниже.

Основные предположения и ограничения

  • Процесс в газовой камере принят, чтобы быть политропным.

  • Загружение на разделителе, таком как инерция или трение, не рассматривается.

  • Гидравлическое сопротивление входного отверстия не рассматривается.

  • Жидкая сжимаемость не рассматривается.

Параметры

Вкладка параметров

Total accumulator volume

Суммарный объем аккумулятора включая жидкую камеру и газовую камеру. Это - сумма жидкой способности камеры и минимального газового объема. Значением по умолчанию является 8e-3 m^3.

Minimum gas volume

Мертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры, которая остается заполненной с газом, когда жидкая камера на полной мощности. Ненулевой объем необходим так, чтобы давление газа не становилось бесконечным, когда жидкая камера на полной мощности. Значением по умолчанию является 4e-5 m^3.

Precharge pressure (gauge)

Давление (прибор) в газовой камере, когда жидкая камера пуста. Значением по умолчанию является 10e5 Pa.

Specific heat ratio

Отношение удельной теплоемкости (адиабатический индекс). Чтобы составлять теплообмен, можно установить его на значение обычно между 1 и 2, в зависимости от свойств газа в газовой камере. Для сухого воздуха в 20°C, это значение 1 для изотермического процесса и 1.4 для адиабаты (и изэнтропическое) процесс. Значением по умолчанию является 1.4.

Hard-stop stiffness coefficient

Коэффициент пропорциональности жесткой остановки связывается с давлением относительно жидкого объема, через который проникают в жесткую остановку. Жесткие остановки используются, чтобы ограничить жидкий объем между нулевой и жидкой способностью камеры. Значением по умолчанию является 1e10 Pa/m^3.

Hard-stop damping coefficient

Коэффициент пропорциональности жесткой остановки связывается с давлением относительно скорости потока жидкости и жидкого объема, через который проникают в жесткую остановку. Жесткие остановки используются, чтобы ограничить жидкий объем между нулевой и жидкой способностью камеры. Значением по умолчанию является 1e10 Pa*s/m^6.

Вкладка переменных

Accumulator flow rate

Объемный расход через порт аккумулятора в нуле времени. Программное обеспечение Simscape™ использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Volume of fluid

Объем жидкости в аккумуляторе в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Pressure of liquid volume

Манометрическое давление в аккумуляторе в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Глобальные параметры

Atmospheric pressure

Абсолютное давление среды. Значением по умолчанию является 101325 Pa.

Порты

Блок имеет один гидравлический порт сохранения, сопоставленный с входным отверстием аккумулятора.

Скорость потока жидкости положительна если потоки жидкости в аккумулятор.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Представленный в R2006a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте