Гидроемкость под давлением с переменным уровнем жидкости
Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Блоки Низкого Давления
Блок Tank моделирует гидроемкость под давлением с переменным уровнем жидкости. Бак имеет дополнительное количество портов в диапазоне от одного до трех с каждым номером, соответствующим варианту блока. Давление в баке фиксируется независимо от изменений в объеме жидкости или уровне жидкости. Бак вентилируется, если герметизация обнуляется — установка, соответствующая внутреннему давлению, равному атмосферному давлению.
Порты бака и вертикальные изменения порта
Блок учитывает разницу в высоте портов. Гидростатическое давление вычисляется отдельно для каждого порта при повышении уровня жидкости. Гидростатическое давление складывается давлением внутри бака — увеличение давления в порте при повышении уровня жидкости. Блок учитывает также незначительное падения давления в портах из-за фильтров, арматуры и других локальных сопротивлений потоку. Для моделирования этих потерь, блок содержит коэффициент падения давления для каждого порта.
Чтобы изменить количество портов в баке, необходимо изменить активный вариант блока. Можно сделать это в контекстно-зависимом меню блока. Щелкните правой кнопкой по блоку, чтобы открыть меню и выбрать Simscape> Block choices, чтобы просмотреть или изменить активный вариант блока. Различные опции включают:
One inlet
(значение по умолчанию) — Отсоединяет один гидравлический порт, T.
Two inlets
— Отсоединяет гидравлические порты A и B.
Three inlets
— Отсоединяет гидравлические порты A, B и C.
Порт A в Two inlets
и Three inlets
вариантами является прямая замена порта T в One inlet
вариант.
Порт T в One inlet
вариант — или порт A, его замена в Two inlets
и Three inlets
варианты — по умолчанию расположены в нижней части бака. Глубина этого порта относительно верхней части объема жидкости равна уровню жидкости — высота объема жидкости:
где:
y T/A является глубиной порта T или A.
H является уровнем жидкости в баке.
Порты B и C в Two inlets
и Three inlets
варианты приняты, чтобы быть расположенными выше порта A. Глубины этих портов каждый вычисляются как разница между уровнем жидкости и высотой выше порта A:
и
где:
y B и y C являются глубинами портов B и C.
AB H и AC H являются высотой портов B и C относительно порта A.
Уровень жидкости, H, вычисляется в процессе моделирования из мгновенного объема жидкости. Это вычисление зависит от установки Tank volume parameterization. Если параметризация установлена в Constant cross-sectional area
(настройка по умолчанию), уровень жидкости:
где:
V является объемом жидкости в баке в данный момент времени.
S является внутренней площадью поперечного сечения бака, заданного в параметре Tank cross-section area.
Если Tank volume parameterization установлен в Tabulated data — Volume vs. level
, уровень жидкости вычисляется интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных об уровне жидкости, определенных функцией от объема жидкости:
Мгновенный объем жидкости меняется в зависимости от объемных расходов через осушенные порты. Этот объем увеличивается, если сумма всех скоростей потока жидкости положительна. Скорость потока жидкости положительна, если направлено от порта до внутренней части бака, то есть, если жидкость вводит бак. Скорость изменения объема жидкости задана как:
где q i - скорость потока жидкости в бак через порт, обозначенный i — T/A, B или C.
Объемный расход через порт является функцией перепада давления от того порта до внутренней части бака. Скорость потока жидкости положительна, если перепад давления положителен — то есть, если давление выше в порте, чем в баке — и отрицательно в противном случае:
где:
A i - внутренняя площадь поперечного сечения порта, обозначенного i (T/A, B или C):
с d i как внутренний диаметр порта.
K i - коэффициент падения давления, заданный для порта.
ρ является плотностью гидравлической жидкости.
Δpi является перепадом давления от порта до внутренней части бака.
p Cr, i - критическое давление, при котором режим течения через порт переключается между ламинарным и турбулентным.
Критическое давление в порте вычисляется из критического числа Рейнольдса, внутренне устанавливается в значение 15
, и от диаметра соответствующего порта. Критическое давление модулируется коэффициентом падения давления, заданным для порта — этим параметром, служащим увеличением критического давления:
где:
Re Cr является критическим числом Рейнольдса.
ν (nu) является динамической вязкостью гидравлической жидкости.
d i - внутренний диаметр порта, обозначенного i.
Перепад давления от порта до внутренней части бака вычисляется из заданного значения Pressurization, гидростатического давления и давления в порте:
где:
Порт p, i - давление в порте, обозначенном i.
Нажатие p является заданным баком значение Pressurization.
Подъемник p, i - гидростатическое давление в порте.
Гидростатическое давление в порте является функцией вертикального изменения порта выше нижней части бака (нуль для порта T/A):
где
g является значением ускорения свободного падения для середины высоты системы.
y i - вертикальное изменение порта, обозначенного i относительно нижней части порта.
Этот блок поддерживает генерацию кода для задач симуляции в реальном времени. Определенные блоки и настройки блока могут более подойти для симуляции на устройстве в реальном времени. Для предложений о том, как улучшать производительность симуляции в реальном времени, используйте Simulink®
performanceadvisor
функция. Предложения включают способы уменьшать сложность модели и уменьшить числовую жесткость.
В Редакторе Simulink кликните по вкладке Debug и выберите Performance Advisor from Performance Advisor. Установите параметр Activity на Execute real-time application
получать рекомендации, характерные для эффективности симуляции в реальном времени. Расширьте узел Real-Time в области просмотра в виде дерева, чтобы выбрать проверки эффективности, характерные для продуктов Simscape™.