Интерфейс между газовыми и механическими вращательными сетями
Simscape / Библиотека Основы / Газ / Элементы
Блок Rotational Mechanical Converter (G) моделирует интерфейс между газовой сетью и механической вращательной сетью. Блок преобразовывает давление газа в механический крутящий момент и наоборот. Это может использоваться в качестве стандартного блока для ротационных приводов.
Конвертер содержит переменный объем газа. Давление и температура развивается на основе сжимаемости и тепловой способности этого газового объема. Если Mechanical orientation установлен в Positive
, то увеличение газовых результатов объема в положительном вращении порта R относительно порта C. Если Mechanical orientation установлен в Negative
, то увеличение газовых результатов объема в отрицательном вращении порта R относительно порта C.
Порт A является портом сохранения газа, сопоставленным с входным отверстием конвертера. Порт H является тепловым портом сохранения, сопоставленным с температурой газа в конвертере. Порты R и C являются механическими вращательными портами сохранения, сопоставленными с движущимся интерфейсом и преобразованием регистра конвертера, соответственно.
Массовое уравнение сохранения подобно этому для блока Constant Volume Chamber (G) с дополнительным условием, связанным с изменением в газовом объеме:
где:
частная производная массы газового объема относительно давления при постоянной температуре и объема.
частная производная массы газового объема относительно температуры в постоянном давлении и объема.
p я - давление газового объема. Давление в порте A принято равное этому давлению, p = p I.
T я - температура газового объема. Температура в порте H принята равная этой температуре, T H = T I.
ρ я - плотность газового объема.
V является объемом газа.
t время.
A является массовой скоростью потока жидкости в порте A. Скорость потока жидкости, сопоставленная с портом, положительна, когда она течет в блок.
Уравнение энергосбережения также подобно этому для блока Constant Volume Chamber (G). Дополнительное условие составляет изменение в газовом объеме, а также объем давления работает сделанный газом в движущемся интерфейсе:
где:
частная производная внутренней энергии газового объема относительно давления при постоянной температуре и объема.
частная производная внутренней энергии газового объема относительно температуры в постоянном давлении и объема.
ФA является энергетической скоростью потока жидкости в порте A.
Q H является уровнем теплового потока в порте H.
h я - определенная энтальпия газового объема.
Частные производные массового M и внутренней энергии U газового объема относительно давления и температуры в постоянном объеме зависят от газовой модели свойства. Для совершенных и полусовершенных газовых моделей уравнения:
где:
ρ я - плотность газового объема.
V является объемом газа.
h я - определенная энтальпия газового объема.
Z является фактором сжимаемости.
R является определенной газовой константой.
Пи c является удельной теплоемкостью в постоянном давлении газового объема.
Для действительной газовой модели, частных производных массового M и внутренней энергии U газового объема относительно давления и температуры в постоянном объеме:
где:
β является изотермическим объемным модулем газового объема.
α является изобарным тепловым коэффициентом расширения газового объема.
Газовый объем зависит от вращения движущегося интерфейса:
где:
Мертвый V является мертвым объемом.
Int D является интерфейсным смещением объема.
Int θ является интерфейсным вращением.
Int ε является механическим коэффициентом ориентации. Если Mechanical orientation является Positive
, int ε = 1. Если Mechanical orientation является Negative
, int ε = –1.
Баланс крутящего момента через движущийся интерфейс на газовом объеме
где:
Int τ является крутящим моментом от порта R до порта C.
ENV p является давлением среды.
Чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для основных переменных до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в блоке Property Inspector). Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Основных переменных и Начальные условия для Блоков с Конечным Газовым Объемом.
Преобразование регистра конвертера совершенно твердо.
Нет никакого сопротивления потока между портом A и внутренней частью конвертера.
Нет никакого теплового сопротивления между портом H и внутренней частью конвертера.
Движущийся интерфейс отлично изолируется.
Блок не моделирует механические эффекты движущегося интерфейса, такие как жесткая остановка, трение и инерция.
Постоянная камера объема (G) | Переводный механический конвертер (G)