Гидравлическая способность переменного объема со сжимаемой жидкостью
Гидравлические элементы
Сжимаемость жидкости моделей блока Variable Hydraulic Chamber в переменных емкостях объема. Жидкость считается смесью жидкости и небольшим количеством нерастворенного газа. Используйте этот блок вместе с блоком Translational Hydro-Mechanical Converter.
Блок Variable Hydraulic Chamber учитывает только скорость потока жидкости, вызванную сжимаемостью жидкости. Объем жидкости, использованный, чтобы создать поршневую скорость, составляется в блоке Translational Hydro-Mechanical Converter.
Емкость симулирована согласно следующим уравнениям (см. [1, 2]):
где
| q | Скорость потока жидкости из-за сжимаемости жидкости |
| V 0 | Начальный объем жидкости в емкости |
| V | Поместите в камеру изменение объема, обеспеченное через порт V |
| E | Жидкий модуль объемной упругости |
| E l | Чистый жидкий модуль объемной упругости |
| p | Абсолютное давление жидкости в емкости |
| p α | Атмосферное давление |
| α | Относительное газовое содержимое при атмосферном давлении, α = V G/VL |
| V G | Объем газа при атмосферном давлении |
| V L | Объем жидкости |
| n | Коэффициент удельной теплоемкости |
Основная цель представления жидкости как смесь жидкости и газа состоит в том, чтобы ввести аппроксимированную модель кавитации, которая происходит в емкости если давление жидкости в ней падает ниже уровня давления насыщения пара. Как это замечено в графике ниже, модуль объемной упругости смеси уменьшается как нуль подходов абсолютного давления, таким образом значительно замедлив дальнейший скачок давления. При абсолютных давлениях далеко выше нуля, небольшое количество нерастворенного газа не оказывает практически никакого влияния на поведении системы.
Для получения информации о том, как воспроизвести этот график, смотрите Constant Volume Hydraulic Chamber.
Кавитация является по сути термодинамическим процессом, требуя фактора жидкостей нескольких-фаз, теплопередачи, и т.д., и как таковой не могут быть точно симулированы с программным обеспечением Simscape™. Но упрощенная версия, реализованная в блоке, достаточно хороша, чтобы сигнализировать, падает ли давление ниже опасного уровня, и предотвратить отказ расчета, который обычно происходит при отрицательных давлениях.
Если давление падает ниже абсолютного вакуума (-101325 Па), остановки симуляции и сообщение об ошибке отображен.
Порт А является гидравлическим портом, сопоставленным с входом емкости. Порт V является портом физического сигнала, который обеспечивает изменение объема емкости.
Положительное направление блока от порта А до контрольной точки. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если она течет в емкость.
Используйте вкладку Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.
Плотность жидкости остается постоянной.
Объем емкости не может быть меньше мертвого объема.
Жидкость заполняет целый объем емкости.
Минимальный объем жидкости в емкости. Значением по умолчанию является 1e-4 м^3.
Коэффициент удельной теплоемкости. Значением по умолчанию является 1.4.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входом емкости.
VПорт физического сигнала, который обеспечивает изменение объема емкости.
[1] Manring, N.D., Hydraulic Control Systems, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 2005
[2] Meritt, H.E., Hydraulic Control Systems, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1967