Compressor

Компрессор для повышенных механизмов

Библиотека:
Powertrain Blockset / Движение / Компоненты Двигателя внутреннего сгорания / Повышение

Описание

Блок Compressor симулирует повышение механизма при помощи энергии карданного вала увеличить давление впускного коллектора. Блок является компонентом моделей турбокомпрессора и нагнетателя. Блок использует двухсторонние порты, чтобы соединиться с входом и объемами управления выходом и карданным валом. Объемы управления обеспечивают давление, температуру и определенную энтальпию для компрессора, чтобы вычислить энергетические скорости потока жидкости и масса. Чтобы вычислить крутящий момент и скорости потока жидкости, карданный вал предоставляет скорость компрессору. Как правило, производители компрессора обеспечивают массовую скорость потока жидкости и таблицы КПД как функция откорректированного отношения скорости и давления. Можно задать интерполяционные таблицы, чтобы вычислить массовую скорость потока жидкости и КПД. Блок не поддерживает противоположный массовый поток.

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox™, нажмите Calibrate Performance Maps, чтобы фактически калибровать массовую скорость потока жидкости и турбинные интерполяционные таблицы КПД с помощью результатов измерений.

Масса течет из входного объема управления к объему управления выходом.

Виртуальная калибровка

Если у вас есть Model-Based Calibration Toolbox, нажмите Calibrate Performance Maps, чтобы фактически калибровать массовую скорость потока жидкости и турбинные интерполяционные таблицы КПД с помощью результатов измерений. Диалоговое окно продвигается через эти задачи.

Задача

Описание

Импортируйте данные о компрессоре

Импортируйте эти данные о компрессоре из файла. Для получения дополнительной информации смотрите Используя Данные (Model-Based Calibration Toolbox).

Отношение давления, безразмерное
Скорость, rad/s
Массовая скорость потока жидкости, kg/s
КПД, безразмерный

Model-Based Calibration Toolbox ограничивает значения точки останова отношения скорости и давления максимальными значениями в файле.

Чтобы отфильтровать или отредактировать данные, выберите Edit in Application. Редактор Данных о Model-Based Calibration Toolbox открывается.

Сгенерируйте модели ответа

Model-Based Calibration Toolbox соответствует импортированным данным к моделям ответа.

Данные	Модель ответа
Массовая скорость потока жидкости	Расширенная модель ответа эллипса описана в Моделировании и Управлении Механизмов и Drivelines2
Эффективность	Полином

Чтобы оценить или настроить подгонку модели ответа, выберите Edit in Application. Model Browser Model-Based Calibration Toolbox открывается. Для получения дополнительной информации смотрите Оценку Модели (Model-Based Calibration Toolbox).

Сгенерируйте калибровку

Model-Based Calibration Toolbox калибрует модель ответа и генерирует калиброванные таблицы.

Чтобы оценить или настроить калибровку, выберите Edit in Application. Model-Based Calibration Toolbox Браузер CAGE открывается. Для получения дополнительной информации см. Калибровочные Таблицы (Model-Based Calibration Toolbox).

Обновите параметры блоков

Обновите их массовая скорость потока жидкости и параметры КПД с калибровкой.

Corrected mass flow rate table, mdot_corr_tbl
Efficiency table, eta_comp_tbl
Corrected speed breakpoints, w_corr_bpts1
Pressure ratio breakpoints, Pr_bpts2

Термодинамика

Блок использует эти уравнения, чтобы смоделировать термодинамику.

Вычисление	Уравнения
Передайте массовый поток	${\dot{m}}_{c o m p} > 0$ $p_{01} = p_{i n l e t}$ $p_{02} = p_{o u t l e t}$ $T_{01} = T_{i n l e t}$ $h_{01} = h_{i n l e t}$
Первый закон термодинамики	${\dot{W}}_{c o m p} = {\dot{m}}_{c o m p} c_{p} (T_{01} - T_{02})$
Изэнтропический КПД	$η_{c o m p} = \frac{h_{02 s} - h_{01}}{h_{02} - h_{01}} = \frac{T_{02 s} - T_{01}}{T_{02} - T_{01}}$
Изэнтропическая выходная температура, принимая идеальные газовые и постоянные удельные теплоемкости	$T_{02 s} = T_{01} {(\frac{p_{02}}{p_{01}})}^{\frac{γ - 1}{γ}}$
Отношение удельной теплоемкости	$γ = \frac{c_{p}}{c_{p} - R}$
Выходная температура	$T_{02} = T_{01} + \frac{T_{01}}{η_{c o m b}} {{(\frac{p_{02}}{p_{01}})}^{\frac{γ - 1}{γ}} - 1}$
Тепловые потоки	$q_{i n l e t} = {\dot{m}}_{c o m p} h_{01}$ $q_{o u t l e t} = {\dot{m}}_{c o m p} h_{02} = {\dot{m}}_{c o m p} c_{p} T_{02}$
Откорректированная массовая скорость потока жидкости	${\dot{m}}_{c o r r} = {\dot{m}}_{c o m p} \frac{\sqrt{T_{01} / T_{r e f}}}{p_{01} / p_{r e f}}$
Откорректированная скорость	$ω_{c o r r} = \frac{ω}{\sqrt{T_{01} / T_{r e f}}}$
Отношение давления	$p_{r} = \frac{p_{01}}{p_{02}}$

Уравнения используют эти переменные.

$p_{вход}$ , $p_{01}$	Вставьте контролируют общее давление объема
$T_{i n l e t}$ , $T_{01}$	Вставьте контролируют общую температуру объема
$h_{i n l e t}$ , $h_{01}$	Вставьте общее количество объема управления определенная энтальпия
$p_{o u t l e t}$ , $p_{02}$	Выход контролирует общее давление объема
$T_{o u t l e t}$	Выход контролирует общую температуру объема
$h_{o u t l e t}$	Общее количество объема управления выходом определенная энтальпия
${\dot{W}}_{c o m p}$	Степень карданного вала
$T_{02}$	Общая температура выхода
$h_{02}$	Общее количество выхода определенная энтальпия
${\dot{m}}_{c o m p}$	Массовая скорость потока жидкости через компрессор
$q_{i n l e t}$	Вставьте уровень теплового потока
$q_{o u t l e t}$	Уровень теплового потока выхода
$η_{c o m p}$	Компрессор изэнтропический КПД
$T_{02 s}$	Изэнтропическая общая температура выхода
$h_{02 s}$	Изэнтропическое общее количество выхода определенная энтальпия
$R$	Идеальная газовая константа
$c_{p}$	Удельная теплоемкость в постоянном давлении
$γ$	Отношение удельной теплоемкости
${\dot{m}}_{c o r r}$	Откорректированная массовая скорость потока жидкости
$ω$	Скорость карданного вала
$ω_{c o r r}$	Откорректированная скорость карданного вала
$T_{r e f}$	Температура ссылки интерполяционной таблицы
$P_{r e f}$	Давление ссылки интерполяционной таблицы
$τ_{c o m p}$	Крутящий момент карданного вала компрессора
$p_{r}$	Отношение давления
$η_{c o m b, t b l}$	КПД компрессора 3-D интерполяционная таблица
${\dot{m}}_{c o r r, t b l}$	Откорректированная массовая скорость потока жидкости 3-D интерполяционная таблица
$ω_{c o r r, b p t s 1}$	Откорректированные точки останова скорости
$p_{r, b p t s 2}$	Точки останова отношения давления

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` — Степень передается между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока	`PwrDriveshft`	Степень передается от вала	$- {\dot{W}}_{t u r b}$
		`PwrHeatFlwIn`	Уровень теплового потока в порте А	$q_{o u t l e t}$
		`PwrHeatFlwOut`	Уровень теплового потока в порте B	$q_{o u t l e t}$
	`PwrNotTrnsfrd` — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	`PwrLoss`	Потери мощности	$- q_{i n l e t} - q_{o u t l e t} + {\dot{W}}_{t u r b}$
	`PwrStored` — Сохраненный тариф на энергоносители изменения Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	Не используемый

Уравнения используют эти переменные.

${\dot{W}}_{t u r b}$	Степень карданного вала
$q_{o u t l e t}$	Общий уровень теплового потока выхода
$q_{i n l e t}$	Общий входной уровень теплового потока

Порты

Входной параметр

развернуть все

`Ds` — Скорость карданного вала
двухсторонний порт коннектора

ShftSpd — Сигнал, содержащий карданный вал угловая скорость, $ω$ , в rad/s.

`A` — Вставьте давление, температуру, энтальпию, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Соедините шиной содержащий входной объем управления:

InPrs — Давление, $p_{вход}$ , в Па
InTemp — Температура, $T_{i n l e t}$ , в K
InEnth — Определенная энтальпия, $h_{i n l e t}$ , в J/kg

`B` — Давление выхода, температура, энтальпия, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Соедините шиной содержащий объем управления выходом:

OutPrs — Давление, $p_{o u t l e t}$ , в Па
OutTemp — Температура, $T_{o u t l e t}$ , в K
OutEnth — Определенная энтальпия, $h_{o u t l e t}$ , в J/kg

Вывод

развернуть все

`Info` — Сигнал шины
шина

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

Сигнал			Описание	Модули
`CmprsOutletTemp`			Температура, выходящая из компрессора	K
`DriveshftPwr`			Степень карданного вала	W
`DriveshftTrq`			Крутящий момент карданного вала	N·
`CmprsMassFlw`			Массовая скорость потока жидкости через компрессор	kg/s
`PrsRatio`			Отношение давления	Нет данных
`DriveshftCorrSpd`			Откорректированная скорость карданного вала	rad/s
`CmprsEff`			Компрессор изэнтропический КПД	Нет данных
`CorrMassFlw`			Откорректированная массовая скорость потока жидкости	kg/s
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrDriveshft`	Степень передается от вала	W
		`PwrHeatFlwIn`	Уровень теплового потока в порте А	W
		`PwrHeatFlwOut`	Уровень теплового потока в порте B	W
	`PwrNotTrnsfrd`	`PwrLoss`	Потери мощности	W
	`PwrStored`		Не используемый	W

`Ds` — Крутящий момент карданного вала
двухсторонний порт коннектора

Trq — Сигнал, содержащий крутящий момент карданного вала, $τ_{c o m p}$ , в N · m.

`A` — Вставьте массовую скорость потока жидкости, уровень теплового потока, температуру, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Соедините шиной содержащий:

MassFlwRate — Массовая скорость потока жидкости через вход, ${\dot{m}}_{c o m p}$ , в kg/s
HeatFlwRate — Вставьте уровень теплового потока, $q_{i n l e t}$ , в J/s
Temp — Вставьте температуру в K
MassFrac — Вставьте массовые части, безразмерные.
А именно, шина с этими массовыми частями:
- O2MassFrac — Кислород
- N2MassFrac — Азот
- UnbrndFuelMassFrac — Незаписанное топливо
- CO2MassFrac — Углекислый газ
- H2OMassFrac — Вода
- COMassFrac — Угарный газ
- NOMassFrac — Азотная окись
- NO2MassFrac — Диоксид азота
- NOxMassFrac — Азотный диоксид окиси и азота
- PmMassFrac — Твердые примеси в атмосфере
- AirMassFrac — Воздух
- BrndGasMassFrac — Отработавший газ

`B` — Скорость потока жидкости массы выхода, уровень теплового потока, температура, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Соедините шиной содержащий:

MassFlwRate — Скорость потока жидкости массы выхода, ${\dot{m}}_{c o m p}$ , в kg/s
HeatFlwRate — Уровень теплового потока выхода, $q_{o u t l e t}$ , в J/s
Temp — Выходная температура, в K
MassFrac — Части массы выхода, безразмерные.
А именно, шина с этими массовыми частями:
- O2MassFrac — Кислород
- N2MassFrac — Азот
- UnbrndFuelMassFrac — Незаписанное топливо
- CO2MassFrac — Углекислый газ
- H2OMassFrac — Вода
- COMassFrac — Угарный газ
- NOMassFrac — Азотная окись
- NO2MassFrac — Диоксид азота
- NOxMassFrac — Азотный диоксид окиси и азота
- PmMassFrac — Твердые примеси в атмосфере
- AirMassFrac — Воздух
- BrndGasMassFrac — Отработавший газ

Параметры

развернуть все

Таблицы производительности

`Calibrate Performance Maps` — Калибруйте таблицы с результатами измерений
`selection`

Задача

Описание

Импортируйте данные о компрессоре

Отношение давления, безразмерное
Скорость, rad/s
Массовая скорость потока жидкости, kg/s
КПД, безразмерный

Сгенерируйте модели ответа

Model-Based Calibration Toolbox соответствует импортированным данным к моделям ответа.

Данные	Модель ответа
Массовая скорость потока жидкости	Расширенная модель ответа эллипса описана в Моделировании и Управлении Механизмов и Drivelines2
Эффективность	Полином

Сгенерируйте калибровку

Model-Based Calibration Toolbox калибрует модель ответа и генерирует калиброванные таблицы.

Обновите параметры блоков

Обновите их массовая скорость потока жидкости и параметры КПД с калибровкой.

Corrected mass flow rate table, mdot_corr_tbl
Efficiency table, eta_comp_tbl
Corrected speed breakpoints, w_corr_bpts1
Pressure ratio breakpoints, Pr_bpts2

`Corrected mass flow rate table, mdot_corr_tbl` — Интерполяционная таблица
`array`

Откорректированная массовая интерполяционная таблица скорости потока жидкости, ${\dot{m}}_{c o r r, t b l}$ , как функция откорректированной скорости карданного вала, _ωcorr, и отношения давления, _pr, в kg/s.

`Efficiency table, eta_comp_tbl` — Интерполяционная таблица
массив

Интерполяционная таблица КПД, $η_{c o m b, t b l}$ , как функция откорректированной скорости карданного вала, _ωcorr, и отношения давления, _pr, безразмерного.

`Corrected speed breakpoints, w_corr_bpts1` — Точки останова
`vector`

Откорректированные точки останова скорости карданного вала, $ω_{c o r r, b p t s 1}$ , в rad/s.

`Pressure ratio breakpoints, Pr_bpts2` — Точки останова
`vector`

Точки останова отношения давления, $p_{r, b p t s 2}$ .

`Reference temperature, T_ref` Ссылка
`scalar`

Температура ссылки интерполяционной таблицы, $T_{r e f}$ , в K.

`Reference pressure, P_ref` Ссылка
`scalar`

Давление ссылки интерполяционной таблицы, $P_{r e f}$ , в Па.

Газовые свойства

`Ideal gas constant, R` — Постоянный
`scalar`

Идеальная газовая константа, $R$ , в J / (kg*K).

`Specific heat at constant pressure, cp` — Удельная теплоемкость
`scalar`

Удельная теплоемкость в постоянном давлении, $c_{p}$ , в J / (kg*K).

Ссылки

[1] Хейвуд, основные принципы двигателя внутреннего сгорания Джона Б. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1988.

[2] Эрикссон, Ларс и Ларс Нильсен. Моделирование и управление механизмов и автомобильных трансмиссий. Чичестер, Западный Сассекс, Соединенное Королевство: John Wiley & Sons Ltd, 2014.

Документация

Compressor

Описание

Виртуальная калибровка

Термодинамика

Учет степени

Порты

Входной параметр

`Ds` — Скорость карданного вала
двухсторонний порт коннектора

`A` — Вставьте давление, температуру, энтальпию, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`B` — Давление выхода, температура, энтальпия, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Вывод

`Info` — Сигнал шины
шина

`Ds` — Крутящий момент карданного вала
двухсторонний порт коннектора

`A` — Вставьте массовую скорость потока жидкости, уровень теплового потока, температуру, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`B` — Скорость потока жидкости массы выхода, уровень теплового потока, температура, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Параметры

Таблицы производительности

`Calibrate Performance Maps` — Калибруйте таблицы с результатами измерений
`selection`

`Corrected mass flow rate table, mdot_corr_tbl` — Интерполяционная таблица
`array`

`Efficiency table, eta_comp_tbl` — Интерполяционная таблица
массив

`Corrected speed breakpoints, w_corr_bpts1` — Точки останова
`vector`

`Pressure ratio breakpoints, Pr_bpts2` — Точки останова
`vector`

`Reference temperature, T_ref` Ссылка
`scalar`

`Reference pressure, P_ref` Ссылка
`scalar`

Газовые свойства

`Ideal gas constant, R` — Постоянный
`scalar`

`Specific heat at constant pressure, cp` — Удельная теплоемкость
`scalar`

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Введенный в R2017a

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

Документация

Compressor

Описание

Виртуальная калибровка

Термодинамика

Учет степени

Порты

Входной параметр

Ds — Скорость карданного вала двухсторонний порт коннектора

A — Вставьте давление, температуру, энтальпию, массовые части двухсторонний порт коннектора

B — Давление выхода, температура, энтальпия, массовые части двухсторонний порт коннектора

Вывод

Info — Сигнал шины шина

Ds — Крутящий момент карданного вала двухсторонний порт коннектора

A — Вставьте массовую скорость потока жидкости, уровень теплового потока, температуру, массовые части двухсторонний порт коннектора

B — Скорость потока жидкости массы выхода, уровень теплового потока, температура, массовые части двухсторонний порт коннектора

Параметры

Таблицы производительности

Calibrate Performance Maps — Калибруйте таблицы с результатами измерений selection

Corrected mass flow rate table, mdot_corr_tbl — Интерполяционная таблица array

Efficiency table, eta_comp_tbl — Интерполяционная таблица массив

Corrected speed breakpoints, w_corr_bpts1 — Точки останова vector

Pressure ratio breakpoints, Pr_bpts2 — Точки останова vector

Reference temperature, T_ref Ссылка scalar

Reference pressure, P_ref Ссылка scalar

Газовые свойства

Ideal gas constant, R — Постоянный scalar

Specific heat at constant pressure, cp — Удельная теплоемкость scalar

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Введенный в R2017a

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`Ds` — Скорость карданного вала
двухсторонний порт коннектора

`A` — Вставьте давление, температуру, энтальпию, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`B` — Давление выхода, температура, энтальпия, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`Info` — Сигнал шины
шина

`Ds` — Крутящий момент карданного вала
двухсторонний порт коннектора

`A` — Вставьте массовую скорость потока жидкости, уровень теплового потока, температуру, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`B` — Скорость потока жидкости массы выхода, уровень теплового потока, температура, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`Calibrate Performance Maps` — Калибруйте таблицы с результатами измерений
`selection`

`Corrected mass flow rate table, mdot_corr_tbl` — Интерполяционная таблица
`array`

`Efficiency table, eta_comp_tbl` — Интерполяционная таблица
массив

`Corrected speed breakpoints, w_corr_bpts1` — Точки останова
`vector`

`Pressure ratio breakpoints, Pr_bpts2` — Точки останова
`vector`

`Reference temperature, T_ref` Ссылка
`scalar`

`Reference pressure, P_ref` Ссылка
`scalar`

`Ideal gas constant, R` — Постоянный
`scalar`

`Specific heat at constant pressure, cp` — Удельная теплоемкость
`scalar`

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