Fixed-Displacement Motor (IL)
Двигатель фиксированного смещения в изотермической жидкой системе
Описание
Блок Fixed-Displacement Motor (IL) моделирует двигатель со смещением постоянного объема. Жидкость может переместиться от порта A до порта B, названного прямым режимом, или от порта B до порта A, названного реверсным режимом. Моторная операция режима происходит, когда существует перепад давления в направлении потока. Операция режима насоса происходит, когда существует перепад давления в направлении потока.
Вращение вала соответствует знаку объема жидкости, перемещающегося через двигатель. Положительное жидкое смещение в соответствует положительному вращению вала в прямом режиме. Отрицательное жидкое смещение соответствует отрицательной угловой скорости вала в прямом режиме.
Блок имеет восемь режимов работы. Рабочий режим зависит от перепада давления от порта
A до порта
B,
Δp = p –
p B и скорость вращения,
ω = ω R –
ω C:
Режим 1, Прямое движение: Положительная угловая скорость вала вызывает уменьшение давления от порта A до порта B, и теките из порта A к порту B.
Режим 2, Реверсивный насос: Теките из порта B к причинам порта A увеличение давления от B до A и отрицательной угловой скорости вала.
Режим 3, Реверсивный мотор: Отрицательная угловая скорость вала вызывает уменьшение давления от порта B до порта A, и теките из B к A.
Режим 4, Прямой насос: Теките из порта A к причинам B увеличение давления от A до B и отрицательной угловой скорости вала.
Моторный блок имеет аналитичный, интерполяционная таблица и параметризация физического сигнала. При использовании табличных данных или входного сигнала для параметризации, можно принять решение охарактеризовать моторную операцию на основе КПД или потерь.
В табличных данных и опциях параметризации входного сигнала, пороговые параметры Pressure drop threshold for motor-pump transition и Angular velocity threshold for motor-pump transition идентифицируют области, где численно сглаживавший переход потока между моторными операционными режимами может произойти. Выберите область перехода, которая обеспечивает некоторое поле для срока перехода, но которая мала достаточно относительно давления и скорости вращения, что это не повлияет на результаты вычисления.
Аналитический Leakage and friction parameterization
Если вы устанавливаете Leakage and friction parameterization на Analytical
, блок вычисляет утечку и трение от постоянных значений скорости вала, перепада давления и крутящего момента. Уровень утечек, который коррелируется с перепадом давления по двигателю, вычисляется как:
где:
Именем Δp является Nominal pressure drop.
ρ в среднем является средней плотностью жидкости.
K является коэффициентом Хагена-Пуазейля за аналитическую потерю,
где:
Именем D является Displacement.
Именем ω является Nominal shaft angular velocity.
η v, именем является Volumetric efficiency at nominal conditions.
Крутящий момент, который коррелируется с угловой скоростью вала, вычисляется как:
где:
τ 0 является No-load torque.
k является Friction torque vs. pressure drop coefficient.
Δp является перепадом давления между портами A и B.
ω является относительной угловой скоростью вала, или .
Параметризация табличных данных
При использовании табличных данных для моторных КПД или потерь, можно обеспечить данные для одного или нескольких моторных операционных режимов. Знаки табличных данных определяют операционный режим блока. Когда данные обеспечиваются меньше чем для четырех операционных режимов, блок вычисляет данные о дополнении для другого режима (режимов) путем расширения определенных данных в остающиеся квадранты.
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
параметризация
Уровень утечек вычисляется как:
где:
и η v является объемным КПД, который интерполирован от обеспеченных пользователями табличных данных. Срок перехода, α,
где:
Момент трения вычисляется как:
где:
и η m является механическим КПД, который интерполирован от обеспеченных пользователями табличных данных.
Tabulated data - volumetric and mechanical losses
параметризация
Уровень утечек вычисляется как:
где потеря q интерполирована от параметра Volumetric loss table, q_loss(dp,w), который основан на предоставленных пользователями данных для перепада давления, угловой скорости вала и жидкого объемного смещения.
Момент трения вала вычисляется как:
где потеря τ интерполирована от параметра Mechanical loss table, torque_loss(dp,w), который основан на предоставленных пользователями данных для перепада давления и угловой скорости вала.
Параметризация входного сигнала
Когда Leakage and friction parameterization установлен toInput signal - volumetric and mechanical efficiencies
, порты EV и EM включены. Внутренняя утечка и трение вала вычисляются таким же образом как Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
параметризация, за исключением того, что η v и η m получены непосредственно в портах EV и EM, соответственно.
Когда Leakage and friction parameterization установлен toInput signal - volumetric and mechanical losses
, порты LV и LM включены. Эти порты получают утечку и момент трения как положительные физические сигналы. Уровень утечек вычисляется как:
где:
LV q является утечкой, полученной в порте LV.
p молотит, параметр Pressure drop threshold for motor-pump transition.
Момент трения вычисляется как:
где
τ LM является моментом трения, полученным в порте LM.
ω молотит, параметр Angular velocity threshold for motor-pump transition.
Объемная область значений и область значений механического КПД между пользовательскими заданными минимальными и максимальными значениями. Любые значения ниже или выше, чем эта область значений возьмут минимальные и максимальные заданные значения, соответственно.
Накачайте операцию
Моторная скорость потока жидкости:
где
Моторный крутящий момент:
где
Механическая мощность, извлеченная валом двигателя:
и моторная гидравлическая мощность:
Если требуется знать, действует ли блок вне предоставленных табличных данных, можно установить Check if operating beyond the quadrants of supplied tabulated data на Warning
получить предупреждение, если это происходит, или Error
остановить симуляцию, когда это происходит. Для параметризации входным сигналом за объемные или механические потери вы можете быть уведомлены, если симуляция превосходит рабочие режимы параметром Check if operating outside of motor mode.
Можно также контролировать моторную функциональность. Установите Check if pressures are less than motor minimum pressure на Warning
получить предупреждение, если это происходит, или Error
остановить симуляцию, когда это происходит.
Порты
Сохранение
развернуть все
A
— Жидкий порт
изотермическая жидкость
Запись или выходной порт к двигателю.
B
— Жидкий порт
изотермическая жидкость
Запись или выходной порт к двигателю.
R
— Механический порт
вращательное механическое устройство
Вращение угловой скорости вала и крутящего момента.
C
— Механический порт
вращательное механическое устройство
Моторная случающаяся ссылочная скорость вращения и крутящий момент.
Входной параметр
развернуть все
EV
— Объемный КПД
физический сигнал
Моторный КПД для жидкого смещения в виде физического сигнала. Значение должно быть между 0 и 1.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
EM
— Механический КПД
физический сигнал
Моторный КПД для механической экстракции энергии в виде физического сигнала. Значение должно быть между 0 и 1.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
LV
— Уровень утечек, m^3/s
физический сигнал
Моторные потери сопоставлены с жидким смещением в м^3/c в виде физического сигнала.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical losses
.
LM
— Момент трения, N*m
физический сигнал
Моторные потери сопоставлены с механической экстракцией энергии в N*m в виде физического сигнала.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical losses
.
Параметры
развернуть все
Leakage and friction parameterization
— Метод вычисления уровня утечек и момента трения
Analytical
(значение по умолчанию) | Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
| Tabulated data - volumetric and mechanical losses
| Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
| Input signal - volumetric and mechanical losses
Параметризация характеристик утечки и трения насоса.
В Analytical
параметризация, уровень утечек и момент трения вычисляются аналитическими уравнениями.
В Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
параметризация, объемное и механический КПД вычислены от предоставленного пользователями Pressure drop vector, dp и параметров Shaft angular velocity vector, w и интерполированы из 2D зависимых таблиц Volumetric efficiency table, e_v(dp,w) и Mechanical efficiency table, e_m(dp,w).
В Tabulated data - volumetric and mechanical loss
параметризация, уровень утечек и трение крутящего момента вычислены от предоставленного пользователями Pressure drop vector, dp и параметров Shaft angular velocity vector, w и интерполированы из 2D зависимых таблиц Volumetric loss table, q_loss(dp,w) и Mechanical loss table, torque_loss(dp,w).
В Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
параметризация, объемное и механический КПД получены как физические сигналы в портах EV и EM, соответственно.
В Input signal - volumetric and mechanical loss
параметризация, уровень утечек и трение крутящего момента получены как физические сигналы в портах LV и LM, соответственно.
Displacement
— Смещение жидкости фиксированного объема
30 cm^3/rev
(значение по умолчанию) | скаляр
Сумма смещения жидкости фиксированного объема.
Nominal shaft angular velocity
— Угловая скорость вала
188 rad/s
(значение по умолчанию) | скаляр
Скорость вращения вала под номинальными условиями работы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical
.
Nominal pressure drop
— Перепад давления между жидким входом и выходом
10 MPa
(значение по умолчанию) | скаляр
Моторный перепад давления между жидким входом и выходом под номинальными условиями работы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical
.
Volumetric efficiency at nominal conditions
— Отношение фактической скорости потока жидкости к идеальной скорости потока жидкости при номинальных условиях
0.92
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]
Отношение фактической скорости потока жидкости к идеальной скорости потока жидкости при номинальных условиях.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical
.
No-load torque
— Базовый крутящий момент
0.05 N*m
(значение по умолчанию) | скаляр
Минимальное значение крутящего момента, чтобы преодолеть трение изоляции и вызвать движение вала.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical
.
Friction torque vs. pressure drop coefficient
— Коэффициент пропорциональности между моментом трения и моторным перепадом давления
0.6 m*N/MPa
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Коэффициент пропорциональности между моментом трения и моторным перепадом давления.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Analytical
.
Pressure drop vector, dp
— Вектор данных о давлении для параметризации табличных данных
[.1, 1, 2] MPa
(значение по умолчанию) | 1 n вектором
Вектор значений перепада давления для табличной параметризации утечки и трения крутящего момента. Этот вектор формирует независимую ось параметром Shaft angular velocity vector, w для 3-D зависимого Volumetric efficiency table, e_v(dp,w) и параметрами Mechanical efficiency table, e_m(dp,w). Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:
Shaft angular velocity vector, w
— Вектор данных о скорости вращения для параметризации табличных данных
[25, 50, 100, 200, 300, 400] rad/s
(значение по умолчанию) | 1 n вектором
Вектор данных о скорости вращения для табличной параметризации утечки и трения крутящего момента. Этот вектор формирует независимую ось параметром Shaft angular velocity vector, w для 3-D зависимого Volumetric efficiency table, e_v(dp,w) и параметрами Mechanical efficiency table, e_m(dp,w). Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:
Volumetric efficiency table, e_v(dp,w)
— Объемный КПД для параметризации табличных данных
[.816, .908, .954, .977, .981, .984; .325, .663, .831, .916, .925, .946; .137, .568, .78, .892, .893, .91]
(значение по умолчанию) | M-by-N матрица
M-by-N матрица объемных КПД при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:
M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.
N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
.
Mechanical efficiency table, e_m(dp,w)
— Механический КПД для параметризации табличных данных
[.996, .996, .996, .996, .996, .996; .988, .989, .989, .989, .989, .99; .981, .981, .982, .982, .983, .984]
(значение по умолчанию) | M-by-N матрица
M-by-N матрица механического КПД при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:
M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.
N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
.
Volumetric loss table, q_loss(dp,w)
— Объемные потери для параметризации табличных данных
[.023, .023, .023, .023, .0285, .032; .0844, .0842, .0845, .084, .1125, .108; .1079, .108, .11, .108, .1605, .18] * 1e-3 m^3/s
(значение по умолчанию) | M-by-N матрица
M-by-N матрица объемных КПД при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:
M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.
N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
Mechanical loss table, torque_loss(dp,w)
— Механические потери для параметризации табличных данных
[.002, .002, .002, .002, .002, .002; .0607, .0556, .0556, .0556, .0556, .0505; .1937, .1937, .1833, .1833, .1729, .1626] N*m
(значение по умолчанию) | M-by-N матрица
M-by-N матрица механических потерь при заданном перепаде давления жидкости и угловой скорости вала. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами коррелированых векторов:
M является количеством векторных элементов в параметре Pressure drop vector, dp.
N является количеством векторных элементов в параметре Shaft angular velocity vector, w.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
Minimum volumetric efficiency
— Минимальное значение объемного КПД
1e-3
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]
Минимальное значение объемного КПД. Если входной сигнал ниже этого значения, объемный КПД установлен в минимальный объемный КПД.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
Maximum volumetric efficiency
— Максимальное значение объемного КПД
1
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]
Максимальное значение объемного КПД. Если входной сигнал выше этого значения, объемный КПД установлен в максимальный объемный КПД.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
Minimum mechanical efficiency
— Минимальное значение механического КПД
1e-3
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]
Минимальное значение механического КПД. Если входной сигнал ниже этого значения, механический КПД установлен в минимальный механический КПД.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
Maximum mechanical efficiency
— Максимальное значение механического КПД
1
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]
Максимальное значение механического КПД. Если входной сигнал выше этого значения, механический КПД установлен в максимальный механический КПД.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
Pressure drop threshold for motor-pump transition
— Порог давления для перехода режима
1e-3 MPa
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Пороговое значение перепада давления для перехода между насосом и моторной функциональностью. Область перехода задана приблизительно 0 МПа между положительными и отрицательными величинами порога перепада давления. В этой области перехода вычисленный уровень утечек и момент трения настроены согласно термину перехода α, чтобы гарантировать плавный переход от одного режима до другого.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
Input signal - volumetric and mechanical losses
Angular velocity threshold for motor-pump transition
— Порог скорости вращения для перехода режима
10 rad/s
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Значение пороговой угловой скорости для перехода между насосом и моторной функциональностью. Область перехода задана приблизительно 0 рад/с между положительными и отрицательными величинами порога скорости вращения. В этой области перехода вычисленный уровень утечек и момент трения настроены согласно термину перехода α, чтобы гарантировать плавный переход от одного режима до другого.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на также:
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
Input signal - volumetric and mechanical losses
Check if operating beyond the quadrants of supplied tabulated data
— Уведомить ли, если степени данных, которыми снабжают, превзойдены
None
(значение по умолчанию) | Warning
| Error
Уведомить ли, если степени данных, которыми снабжают, превзойдены. Выберите Warning
чтобы уведомить, когда блок использует значения вне предоставленной области значений данных. Выберите Error
остановить симуляцию, когда блок использует значения вне предоставленной области значений данных.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на:
Check if operating outside of motor mode
— Уведомить ли, если блок действует за пределами моторной функциональности режима
None
(значение по умолчанию) | Warning
| Error
Уведомить ли, если блок действует за пределами моторной функциональности режима. Этот блок имеет четыре режима работы: прямое движение, реверсивный мотор, реверсивный насос и прямой насос. Выберите Warning
чтобы уведомить, когда блок действует в форварде или режимах насоса реверсивного мотора. Выберите Error
остановить симуляцию, когда блок действует в режимах реверсивного насоса или форварде.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Leakage and friction parameterization на Input signal - volumetric and mechanical losses
.
Check if pressures are less than motor minimum pressure
— Уведомить ли, если жидкость выходит, давление является низким
None
(значение по умолчанию) | Warning
| Error
Уведомить ли, если жидкость в порте A или B испытывает низкое давление. Выберите Warning
чтобы уведомить, когда давление выхода падает ниже минимально заданного значения. Выберите Error
остановить симуляцию, когда давление выхода падает ниже минимально заданного значения.
Параметр помогает идентифицировать потенциальные условия для кавитации, когда жидкое давление падает ниже жидкого давления пара.
Motor minimum pressure
— Более низкий порог к приемлемому давлению при моторном выходе
0.101325 MPa
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина
Более низкий порог приемлемого давления в моторном входе или выхода.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Check if pressures are less than motor minimum pressure на также:
Введенный в R2020a