Rotational Mechanical Converter (TL)
Интерфейс между тепловой жидкостью и сетями вращательного механического устройства
- Библиотека:
Simscape / Библиотека Основы / Тепловая Жидкость / Элементы
Описание
Блок Rotational Mechanical Converter (TL) моделирует интерфейс между тепловой жидкой сетью и сетью вращательного механического устройства. Блок преобразует тепловое жидкое давление в механический крутящий момент и наоборот. Это может использоваться в качестве базового блока для ротационных приводов.
Конвертер содержит переменный объем жидкости. Температура развивается на основе тепловой способности этого объема. Если Model dynamic compressibility установлен в On, затем давление также развивается на основе динамической сжимаемости жидкого объема. Параметр Mechanical orientation позволяет вам задать, приводит ли увеличение жидкого объема к положительному или отрицательному вращению порта R относительно порта C.
Порт A является тепловым жидким портом сохранения, сопоставленным с входом конвертера. Порт H является тепловым портом сохранения, сопоставленным с температурой жидкости в конвертере. Порты R и C являются портами сохранения вращательного механического устройства, сопоставленными с движущимся интерфейсом и преобразованием регистра конвертера, соответственно.
Баланс массы
Массовое уравнение сохранения в механическом объеме конвертера
где:
жидкий массовый расход жидкости в конвертер через порт А.
ε является механической ориентацией конвертера (
1если увеличение жидкого давления вызывает положительное вращение R относительно C,-1если увеличение жидкого давления вызывает отрицательное вращение R относительно C).ρ является жидкой массовой плотностью.
D является смещением конвертера.
Ω является скоростью вращения интерфейса конвертера.
V является жидким объемом в конвертере.
β является жидким модулем объемной упругости в конвертере.
α является коэффициентом теплового расширения жидкости.
p является жидким давлением в конвертере.
T является жидкой температурой в конвертере.
Если вы соединяете конвертер с Мультисуставом, используйте входной порт физического сигнала q, чтобы задать вращение порта R относительно порта C. В противном случае блок вычисляет интерфейсное вращение от относительных скоростей вращения порта, согласно уравнениям блока. Интерфейсное вращение является нулем, когда жидкий объем равен мертвому объему. Затем в зависимости от значения параметров Mechanical orientation:
Если
Pressure at A causes positive rotation of R relative to C, интерфейсное вращение увеличивается, когда жидкий объем увеличивается с мертвого объема.Если
Pressure at A causes negative rotation of R relative to C, интерфейсное вращение уменьшается, когда жидкий объем увеличивается с мертвого объема.
Баланс импульса
Уравнение сохранения импульса в механическом объеме конвертера
где:
τ является крутящим моментом, который жидкость проявляет в интерфейсе конвертера.
Банкомат p является атмосферным давлением.
Энергетический баланс
Уравнение энергосбережения в механическом объеме конвертера
где:
u является жидкой внутренней энергией в конвертере.
ϕ A является скоростью потока жидкости полной энергии в механический объем конвертера через порт А.
Q H является уровнем теплового потока в механический объем конвертера.
Допущения и ограничения
Стенки конвертера несовместимы. Они не могут деформироваться независимо от внутреннего давления и температуры.
Конвертер не содержит механических жестких упоров. Чтобы включать жесткие упоры, используйте блок Rotational Hard Stop.
Сопротивление потока между входом и внутренней частью конвертера незначительно.
Тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью конвертера незначительно.
Кинетическая энергия жидкости в конвертере незначительна.