Flow Divider-Combiner

Гидравлический объединитель делителя потока 2D пути

Библиотека

Клапаны контроля потока

Описание

Блок Flow Divider-Combiner моделирует гидравлический клапан, который делит входящий поток через порт P (прямое течение) между двумя выходами, и также обеспечивает заданную пропорцию между потоками возврата через порты А и B в общей скорости потока жидкости через порт P. Другими словами, клапан работает в двух отличительных режимах: делитель потока для прямого течения и объединитель потока для обратного течения.

Рисунок показывает схематическое для клапана объединителя делителя потока: a) в режиме делителя и b) в режиме объединителя.

Клапан работает делителем потока, когда жидкость подается через порт P к портам А и B (схематическая фигура a). В этом режиме жидкость проходит через фиксированные отверстия в поршнях 2 и 5 и через отверстия переменного сечения, сформированные круглыми отверстиями в поршнях и случае. Перепад давления через поршни перемещает их друг кроме друга пропорционально к площадям базового поршня и пружина 1 и 6 силам. Приостановленные за пружину поршни и соответствующие отверстия переменного сечения работают давлением, уменьшающим клапаны, обеспечивающие отбрасывание постоянного давления через фиксированные отверстия и таким образом сохраняющие скорости потока жидкости через них практически постоянный. Клапан объединителя делителя потока является по существу комбинацией двух компенсированных давлению клапанов контроля потока, работающих параллельно.

Для обратных течений (схематическая фигура b), перепад давления через поршни обеспечивает их друг против друга, пока разрыв в жестком упоре не очищен. Поршни обосновываются в положении, где перепады давления через фиксированные отверстия равны, таким образом обеспечивая равные скорости потока жидкости посредством ветвей.

Модель объединителя делителя потока использует Fixed Orifice, Orifice with Variable Area Round Holes, Double-Acting Hydraulic Cylinder (Simple), Translational Hard Stop, Translational Spring и блоки Translational Damper, как показано в блок-схеме.

Таблица объясняет цель каждого компонента модели.

Назовите в блок-схемеЦель (числа относятся к схематичному клапану),Назовите в фактическом файле компонента
Фиксированное отверстие AФиксированное отверстие в поршне 5fixed_orifice_A
Фиксированное отверстие BФиксированное отверстие в поршне 2fixed_orifice_B
Поршень AПоршень 5piston_A
Поршень BПоршень 2piston_B
Жесткий упор A-BЖесткий упор между поршнями 2 и 5hard_stop_A_B
Спринг А.Spring 6spring_A
Spring A-BSpring 4spring_A_B
Спринг Б.Spring 1spring_B
Демпфер AЗатухание Spring 6damper_A
Демпфер A-BЗатухание Spring 4damper_A_B
Демпфер BЗатухание Spring 1damper_B
Отверстие с переменной областью круглые отверстия AОтверстие переменного сечения, созданное круглыми отверстиями в поршне 5 и случайvariable_orifice_A
Отверстие с переменной областью круглые отверстия BОтверстие переменного сечения, созданное круглыми отверстиями в поршне 2 и случайvariable_orifice_B
Идеальный поступательный датчик движения AПоршень мер 5 смещений и экспорт измерение к Отверстию с Переменной областью Круглые Отверстия Asensor_A
Идеальный поступательный датчик движения BПоршень мер 2 смещения и экспорт измерение к Отверстию с Переменной областью Круглые Отверстия Bsensor_B

Ориентации блока в модели объяснены разделом структуры базового файла компонента, воспроизведенного ниже: 

connections
    connect(P, fixed_orifice_A.A, fixed_orifice_B.A, piston_A.B, piston_B.B);
    connect(fixed_orifice_A.B, piston_A.A, variable_orifice_A.A);
    connect(fixed_orifice_B.B, piston_B.A, variable_orifice_B.A);
    connect(B, variable_orifice_B.B);
    connect(A, variable_orifice_A.B);
    connect(reference.V, piston_A.C, spring_A.C, damper_A.C, sensor_A.C, ...
        piston_B.C, spring_B.C, damper_B.C, sensor_B.C);
    connect(piston_A.R, spring_A.R, hard_stop_A_B.C, spring_A_B.C, ...
        damper_A.R, damper_A_B.R, sensor_A.R);
    connect(piston_B.R, spring_B.R, hard_stop_A_B.R, spring_A_B.R, ...
        damper_B.R, damper_A_B.C, sensor_B.R);
    connect(sensor_A.P, variable_orifice_A.S);
    connect(sensor_B.P, variable_orifice_B.S);
end

Допущения и ограничения

Блок не составляет инерцию, трение и гидравлические силы. Для дополнительных предположений и ограничений, смотрите страницы с описанием базовых блоков члена.

Параметры

Фиксированная вкладка отверстий

Fixed orifice A area

Перекрестная частная площадь фиксированного отверстия прохода в поршне 5 (путь P–A). Значением по умолчанию является 1.5e-5 м^2.

Fixed orifice B area

Перекрестная частная площадь фиксированного отверстия прохода в поршне 2 (путь P–B). Значением по умолчанию является 1.5e-5 м^2.

Fixed orifice flow discharge coefficient

Полуэмпирический коэффициент для фиксированной емкостной характеристики отверстия. Значение зависит от отверстия геометрические свойства, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.

Fixed orifice laminar transition specification

Выберите для блока тип перехода между ламинарным и турбулентным режимами течения для фиксированных отверстий:

  • Pressure ratio — Переход от ламинарного к турбулентному режиму является гладким и зависит от значения параметра Fixed orifice laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.

  • Reynolds number — Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Fixed orifice critical Reynolds number.

Fixed orifice laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр отображается, только если параметр Fixed orifice laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Fixed orifice critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения в фиксированных отверстиях. Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значением по умолчанию является 10. Этот параметр отображается, только если параметр Fixed orifice laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Поршневая вкладка

Piston A area

Область поверхности Поршня (поршень 5). Значением по умолчанию является 2e-4 м^2.

Piston A stroke

Полный цикл Поршня A. Значением по умолчанию является 5 мм.

Piston A initial extension

Начальное расширение Поршня A. Значение по умолчанию 0 m.

Piston B area

Область поверхности Поршня B (поршень 2). Значением по умолчанию является 2e-4 м^2.

Piston B stroke

Полный цикл Поршня B. Значением по умолчанию является 5 мм.

Piston B initial extension

Начальное расширение Поршня B. Значение по умолчанию 0 m.

Piston stop penetration coefficient

Свойство проникновения сталкивающихся тел в базовых блоках двигателя, которое принято, чтобы быть абсолютно пластмассовым. Значением по умолчанию является 1e12 s*N/m^2.

Вкладка Спрингса/Демпферов

Spring A rate

Коэффициент упругости Spring (пружина 6). Значением по умолчанию является 1e3 N/m.

Spring A preload

Этот параметр устанавливает начальное высокоприоритетное целевое значение для переменной Deformation в базовом Spring блок. Для получения дополнительной информации смотрите Переменный Приоритет для Инициализации Модели (Simscape). Значением по умолчанию является 0.1 m.

Damping coefficient A

Коэффициент демпфирования Демпфера (пружина 6 затуханий). Значением по умолчанию является 150 N/(m/s).

Spring B rate

Коэффициент упругости Спринг Б (пружина 1). Значением по умолчанию является 1e3 N/m.

Spring B preload

Этот параметр устанавливает начальное высокоприоритетное целевое значение для переменной Deformation в базовом блоке Spring B. Для получения дополнительной информации смотрите Переменный Приоритет для Инициализации Модели (Simscape). Значением по умолчанию является -0.1 m.

Damping coefficient B

Коэффициент демпфирования Демпфера B (пружина 1 затухание). Значением по умолчанию является 150 N/(m/s).

Spring A-B rate

Коэффициент упругости Spring A-B (пружина 4). Значением по умолчанию является 1e3 N/m.

Spring A-B preload

Этот параметр устанавливает начальное высокоприоритетное целевое значение для переменной Deformation в базовом блоке Spring A-B. Для получения дополнительной информации смотрите Переменный Приоритет для Инициализации Модели (Simscape). Значением по умолчанию является 0.1 m.

Damping coefficient A_B

Коэффициент демпфирования Демпфера A-B (пружина 4 затухания). Значением по умолчанию является 150 N/(m/s).

Вкладка отверстий переменного сечения

Variable orifice A hole diameter

Диаметр отверстий в базовом Отверстии с Переменной областью Круглые Отверстия блок. Значением по умолчанию является 0.0025 m.

Variable orifice B hole diameter

Диаметр отверстий в базовом Отверстии с блоком Variable Area Round Holes B. Значением по умолчанию является 0.0025 m.

Number of hole pairs in the variable orifice

Количество отверстий в каждом Отверстии с Переменной областью Круглые блоки Отверстий. Значением по умолчанию является 4.

Variable orifice flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр, задающий заполнение отверстия Отверстия с Переменной областью Круглые блоки Отверстий. Значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.

Variable orifice A initial center distance

Начальное открытие в базовом Отверстии с Переменной областью Круглые Отверстия блок. Значение параметров может быть положительным (приоткрытое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для установки нулевого перекрытия. Значением по умолчанию является 0.0025 m, который соответствует положению поршня 5 при клапане схематический рисунок.

Variable orifice B initial center distance

Начальное открытие в базовом Отверстии с блоком Variable Area Round Holes B. Значение параметров может быть положительным (приоткрытое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для установки нулевого перекрытия. Значением по умолчанию является -0.0025 m, который соответствует положению поршня 2 при клапане схематический рисунок.

Variable orifice laminar transition specification

Выберите для блока тип перехода между ламинарным и турбулентным режимами течения для отверстий переменного сечения:

  • Pressure ratio — Переход от ламинарного к турбулентному режиму является гладким и зависит от значения параметра Variable orifice laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.

  • Reynolds number — Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Variable orifice critical Reynolds number.

Variable orifice laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр отображается, только если параметр Variable orifice laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Variable orifice critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения через отверстия переменного сечения. Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значением по умолчанию является 10. Этот параметр отображается, только если параметр Variable orifice laminar transition specification устанавливается на Reynolds number

Variable orifice leakage area

Общая площадь возможных утечек в каждом отверстии переменного сечения, когда это полностью закрывается. Основная цель параметра состоит в том, чтобы обеспечить вычислительную целостность схемы, препятствуя тому, чтобы фрагмент системы стал изолированной после того, как отверстие будет полностью закрыто. Значение параметров должно быть больше 0. Значением по умолчанию является 1e-9 м^2.

Жесткий упор между поршневой вкладкой

Hard stop upper bound

Разорвите между ползунком и верхней границей в базовом блоке Hard Stop. Значением по умолчанию является 5.1 мм.

Hard stop lower bound

Разорвите между ползунком и нижней границей в базовом блоке Hard Stop. Значением по умолчанию является 1 мм.

Hard stop stiffness

Свойство упругости сталкивающихся тел в жестком упоре. Значением по умолчанию является 1e8 N/m.

Hard stop damping coefficient

Рассеивающееся свойство сталкивающихся тел в жестком упоре. Значением по умолчанию является 150 N/(m/s).

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

P

Гидравлический порт сопоставлен с входным портом P.

A

Гидравлический порт сопоставлен с портом А выхода.

B

Гидравлический порт сопоставлен с портом B выхода.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | | | | |

Введенный в R2014b

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте