Герметичный жидкий контейнер с переменным уровнем жидкости
Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Блоки Низкого Давления
Блок Tank моделирует герметичный жидкий контейнер с переменным уровнем жидкости. Корпус имеет дополнительное количество портов в пределах от один - три с каждым номером, соответствующим варианту блока. Герметизация корпуса фиксируется независимо от изменений в жидком объеме или уровне жидкости. Корпус вентилируется, если герметизация обнуляется — установка, соответствующая внутреннему давлению, равному атмосферному давлению.
Порты корпуса и повышения порта
Блок составляет различия в повышении порта. Гидростатическое давление вычисляется отдельно для каждого порта от повышения порта и уровня жидкости. Гидростатическое давление добавляет к герметизации корпуса — увеличение давления порта, когда уровень жидкости повышается. Блок считает также для незначительного падения давления в портах из-за фильтров, подборов кривой и других локальных сопротивлений потока. Чтобы модулировать эти потери, блок обеспечивает коэффициент падения давления для каждого порта.
Чтобы изменить количество портов в корпусе, необходимо изменить активный вариант блока. Можно сделать это из контекстно-зависимого меню блока. Щелкните правой кнопкой по блоку, чтобы открыть меню и выбрать Simscape> Block choices, чтобы просмотреть или изменить активный вариант блока. Различные опции включают:
One inlet (значение по умолчанию) — Представляет один гидравлический порт сохранения, T.
Two inlets — Представляет гидравлические порты A и B сохранения.
Three inlets — Представляет гидравлические порты A сохранения, B и C.
Порт A в Two inlets и вариантах Three inlets является прямой заменой порта T в варианте One inlet.
Порт T в варианте One inlet — или порт A, его замена в Two inlets и варианты Three inlets — по умолчанию расположен в нижней части корпуса. Глубина этого порта относительно верхней части жидкого объема равна уровню жидкости — высота жидкого объема:
где:
y T/A является глубиной порта T или A.
H является уровнем жидкости в корпусе.
Порты B и C в Two inlets и вариантах Three inlets приняты, чтобы быть расположенными выше порта A. Глубины этих портов каждый вычисляются как различие между уровнем жидкости и повышением порта выше порта A:
и
где:
y B и y C являются глубинами портов B и C.
AB H и AC H являются повышениями портов B и C выше порта A.
Уровень жидкости, H, вычисляется во время симуляции из мгновенного жидкого объема. Это вычисление зависит от установки Tank volume parameterization. Если параметризация установлена в Constant cross-sectional area (настройка по умолчанию), уровень жидкости:
где:
V является мгновенным жидким объемом в корпусе.
S является внутренней площадью поперечного сечения корпуса, заданного в параметре Tank cross-section area.
Если Tank volume parameterization установлен в Tabulated data — Volume vs. level, уровень жидкости вычисляется интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных об уровне жидкости, заданных как функция жидкого объема:
Мгновенный жидкий объем меняется в зависимости от объемных расходов через представленные порты. Этот объем увеличивается, если сумма всех скоростей потока жидкости положительна. Скорость потока жидкости положительна, если направлено от порта до внутренней части корпуса, то есть, если жидкость вводит корпус. Скорость изменения жидкого объема задана как:
где q i - скорость потока жидкости в корпус через порт, обозначенный i — T/A, B или C.
Объемный расход через порт является функцией перепада давления от того порта до внутренней части корпуса. Скорость потока жидкости положительна, если перепад давления положителен — то есть, если давление выше в порте, чем в корпусе — и отрицательно в противном случае:
где:
A i - внутренняя площадь поперечного сечения порта, обозначенного i (T/A, B или C):
с d i как внутренний диаметр порта.
K i - коэффициент падения давления, заданный для порта.
ρ является гидравлической жидкой плотностью.
Δpi является перепадом давления от порта до внутренней части корпуса.
p Cr, i - критическое давление, при котором поток через порт переключается между пластинчатым и бурным.
Критическое давление в порте вычисляется из критического числа Рейнольдса, внутренне устанавливается в значение 15, и от диаметра соответствующего порта. Критическое давление модулируется коэффициентом падения давления, заданным для порта — с этим параметром, служащим усилением для критического давления:
где:
Re Cr является критическим числом Рейнольдса.
ν (ню) является гидравлической жидкой динамической вязкостью.
d i - внутренний диаметр порта, обозначенного i.
Перепад давления от порта до внутренней части корпуса вычисляется из заданного значения Pressurization, гидростатического давления и давления в порте:
где:
Порт p, i - давление в порте, обозначенном i.
Нажатие p является заданным корпусом значение Pressurization.
Подъемник p, i - гидростатическое давление в порте.
Гидростатическое давление в порте является функцией повышения порта выше нижней части корпуса (нуль для порта T/A):
где
g является значением гравитационного ускорения при среднем повышении системы.
y i - повышение порта, обозначенного i относительно нижней части порта.
Этот блок поддерживает генерацию кода для задач симуляции в реальном времени. Определенные блоки и настройки блока могут более подойти для симуляции на устройстве в реальном времени. Для предложений о том, как улучшать производительность симуляции в реальном времени, используйте Simulink® Performance Advisor (Simulink). Предложения включают способы уменьшать сложность модели и уменьшить числовую жесткость.
Выберите Analysis> Performance Tools> Performance Advisor в панели меню Simulink, чтобы открыть Советника по вопросам Производительности. Установите параметр Activity на Execute real-time application, чтобы просмотреть предложения, характерные для производительности симуляции в реальном времени. Расширьте узел Real-Time в области просмотра в виде дерева, чтобы выбрать проверки производительности, характерные для продуктов Simscape™.
Pressurization — Манометрическое давление объема корпуса0 Pa (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах давленияМанометрическое давление объема корпуса. Давление корпуса считается постоянное в этом значении во время симуляции. Значение по умолчанию, 0 Pa, соответствует вентилируемому корпусу — тот, внутреннее давление которого равно атмосферному давлению системы.
Tank volume parameterization — Выбор параметризации для объема корпусаConstant cross-sectional area (значение по умолчанию) | Tabulated data — volume vs. levelВыбор параметризации для объема корпуса. Выберите Constant cross-sectional area, чтобы вычислить объем корпуса из переменного уровня жидкости и постоянной площади поперечного сечения. Выберите Tabulated data — volume vs. level, чтобы вычислить объем корпуса интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных по жидкому объему на дискретных уровнях жидкости.
Tank cross-section area — Область (постоянного) поперечного сечения корпуса0.8 m^2 (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах площадиОбласть поперечного сечения корпуса, принятой константы в позволенной области значений уровней жидкости. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить объем жидкости в корпусе.
Fluid volume vector — Жидкие объемы, в которых можно задать уровни жидкости корпуса0 к 0.727 m^3 (значение по умолчанию) | N - вектор элемента с элементами в модулях объемаМассив жидких объемов для 1D интерполяционной таблицы раньше вычислял уровень жидкости корпуса. Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть универсальными. Должно быть по крайней мере два элемента для интерполяции Linear и три элемента для интерполяции Smooth.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization устанавливается на Tabulated data — volume vs. level.
Fluid level vector — Уровни жидкости, соответствующие заданным жидким объемам0 к 0.3 m (значение по умолчанию) | N - вектор элемента с элементами в единицах длиныМассив уровней жидкости, соответствующих заданным открытиям отверстия. Число элементов в массиве должно совпадать с числом элементов в параметре Opening vector.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization устанавливается на Tabulated data — volume vs. level.
Метод интерполяции Метод вычислительных значений в области значений интерполяционной таблицыLinear (значение по умолчанию) | SmoothМетод вычислительных значений в сведенной в таблицу области значений данных. Метод Linear соединяет смежные точки данных с прямой линией или поверхностные сегменты с обычно прерывистым наклоном на контурах сегмента. Поверхностные сегменты используются в 2D интерполяционной таблице, заданной в параметризации модели Pressure-flow characteristic.
Метод Smooth заменяет прямые сегменты на кривые версии, которые имеют непрерывный наклон везде в сведенной в таблицу области значений данных. Сегменты формируют ровную линию или поверхность, проходящую через все сведенные в таблицу точки данных без разрывов в характеристике производных первого порядка метода интерполяции Linear.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization устанавливается на Tabulated data — Volume vs. level.
ExtrapolationMethod Метод вычислительных значений за пределами области значений интерполяционной таблицыLinear (значение по умолчанию) | NearestМетод вычислительных значений за пределами сведенной в таблицу области значений данных. Метод Linear расширяет линейный сегмент, чертивший между последними двумя точками данных в каждом конце области значений данных, исходящей с постоянным склоном.
Метод Nearest расширяет последнюю точку данных в каждом конце области значений данных, исходящей как горизонтальная строка с постоянным значением.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization устанавливается на Tabulated data — Volume vs. level.
Inlet pipeline diameter — Диаметр корпуса вставляется0.02 m (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах длиныДиаметр корпуса вставляется. Корпус имеет один порт, когда этот параметр представлен.
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в One inlet.
Port A/B/C pipeline diameter — Диаметр порта A корпуса/B/C0.02 m (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах длиныДиаметр порта A корпуса/B/C.
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Two inlets или Three inlets.
Pipeline pressure loss coefficient — Коэффициент раньше составлял падение давления во входном отверстии1.2 (значение по умолчанию) | безразмерный скалярный номерЭмпирический коэффициент раньше составлял падение давления во входном отверстии корпуса. Этот параметр должен быть больше, чем нуль. Блок имеет один порт, когда этот параметр представлен.
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в One inlet.
Port A/B/C pressure loss coefficient — Коэффициент раньше составлял падение давления в порте A/BC1.2 (значение по умолчанию) | безразмерный скалярный номерЭмпирический коэффициент раньше составлял падение давления в порте A/B/C. Этот параметр должен быть больше, чем нуль.
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Two inlets или Three inlets.
Port B/C height above port A — Повышение порта B/C выше порта A0.8 m (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах длиныПовышение порта B/C выше порта A. Блок использует этот параметр, чтобы составлять различия в повышении порта.
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Two inlets или Three inlets.
Acceleration due to gravity — Гравитационное постоянное ускорение9.80665 m/s^2 (значение по умолчанию) | скалярный номер в модулях ускоренияГравитационное ускорение, постоянное при среднем повышении гидравлической системы. Изменения на гравитационном ускорении приняты незначительные по высоте системы.
Minimum level of fluid — Самый низкий уровень жидкости позволен во время симуляции1e-3 m (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах длиныСамый низкий уровень жидкости позволен во время симуляции. Блок инициировал симуляцию, предупреждающую, если уровень жидкости падает ниже заданного значения.
Check if fluid level violating minimum valid condition — Режим предупреждения симуляции для минимального допустимого уровня жидкостиNone (значение по умолчанию) | WarningРежим предупреждения симуляции для недопустимых уровней жидкости в корпусе. Выберите Warning, который будет уведомлен, когда уровень жидкости упадет ниже минимального заданного значения.
Fluid volume — Объем жидкости в корпусе в нуле времени20 L (значение по умолчанию) | скалярный номер в модулях объемаОбъем жидкости в корпусе 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.
Fluid level0.025 m (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах длиныВысота жидкого объема в корпусе 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.