Translational Mechanical Converter (TL)

Интерфейс между тепловыми жидкими и механическими поступательными сетями

  • Библиотека:
  • Simscape / Библиотека Основы / Тепловая Жидкость / Элементы

  • Translational Mechanical Converter (TL) block

Описание

Блок Translational Mechanical Converter (TL) моделирует интерфейс между тепловой жидкой сетью и сетью вращательного механического устройства. Блок преобразует тепловое жидкое давление в механическую силу и наоборот. Это может использоваться в качестве базового блока для линейных 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, отодвигает ли увеличение давления порт R от или к порту 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 механической передачи, сопоставленными с движущимся интерфейсом и преобразованием регистра конвертера, соответственно.

Баланс массы

Массовое уравнение сохранения в механическом объеме конвертера

m˙A=ερSv+{0,еслижидкостьдинамическийсжимаемостьoffVρ(1βdpdt+αdTdt),еслижидкостьдинамическийсжимаемостьon

где:

  • m˙A жидкий массовый расход жидкости в конвертер через порт А.

  • ε является механической ориентацией конвертера (1 если увеличение жидкого давления вызывает прямое вытеснение R относительно C, -1 если увеличение жидкого давления вызывает отрицательное смещение R относительно C).

  • ρ является жидкой массовой плотностью.

  • S является площадью поперечного сечения интерфейса конвертера.

  • v является поступательной скоростью 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 p, чтобы определить перемещение порта R относительно порта C. В противном случае блок вычисляет интерфейсное смещение от относительных скоростей порта, согласно уравнениям блока. Интерфейсное смещение является нулем, когда жидкий объем равен мертвому объему. Затем в зависимости от значения параметров Mechanical orientation:

  • Если Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, интерфейсное смещение увеличивается, когда жидкий объем увеличивается с мертвого объема.

  • Если Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, интерфейсное смещение уменьшается, когда жидкий объем увеличивается с мертвого объема.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в механическом объеме конвертера

F=ε(ppAtm)S

где:

  • F является силой, которую жидкость порождает на интерфейс конвертера.

  • Банкомат p является атмосферным давлением.

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения в механическом объеме конвертера

d(ρuV)dt=ϕA+QHpSεv,

где:

  • u является жидкой внутренней энергией.

  • 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 Translational 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.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Введите физический сигнал, который передает информацию о положении от соединения Simscape™ Multibody™. Соедините этот порт с портом p обнаружения положения соединения. Для получения дополнительной информации смотрите Соединяющиеся Сети Simscape к Соединениям Simscape Multibody.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Interface displacement на Provide input signal from Multibody joint.

Сохранение

развернуть все

Тепловой жидкий порт сохранения сопоставлен с входом конвертера.

Тепловой порт сохранения, сопоставленный с температурой жидкости в конвертере.

Порт механической передачи сопоставлен с движущимся интерфейсом.

Порт механической передачи сопоставлен с преобразованием регистра конвертера.

Параметры

развернуть все

Основной

Выберите выравнивание движущегося интерфейса относительно объема жидкости конвертера:

  • Pressure at A causes positive displacement of R relative to C — Увеличение жидкого объема приводит к прямому вытеснению порта R относительно порта C.

  • Pressure at A causes negative displacement of R relative to C — Увеличение жидкого объема приводит к отрицательному смещению порта R относительно порта C.

Выберите метод, чтобы определить смещение порта R относительно порта C:

  • Calculate from velocity of port R relative to port C — Вычислите смещение от относительных скоростей порта, на основе массовых уравнений баланса. Это - метод по умолчанию.

  • Provide input signal from Multibody joint — Позвольте входному порту p физического сигнала передать информацию о смещении от Мультисустава. Используйте этот метод только, когда вы соедините конвертер с Мультисуставом при помощи блока Translational Multibody Interface. Для получения дополнительной информации смотрите, Как Передать Информацию о положении.

Поступательное смещение порта R относительно порта C в начале симуляции. Значение 0 соответствует начальному жидкому объему, равному Dead volume.

Зависимости

Enabled, когда параметр Interface displacement устанавливается на Calculate from velocity of port R relative to port C.

  • Если Mechanical orientation является Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, значение параметров должно быть больше или быть равно 0.

  • Если Mechanical orientation является Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, значение параметров должно быть меньше чем или равно 0.

Область, на которой жидкость проявляет давление, чтобы сгенерировать поступательную силу.

Объем жидкости, когда интерфейсное смещение 0.

Выберите метод спецификации при давлении вне конвертера:

  • Atmospheric pressure — Используйте атмосферное давление, заданное блоком Thermal Liquid Settings (TL) или Thermal Liquid Properties (TL), соединенным со схемой.

  • Specified pressure — Задайте значение при помощи параметра Environment pressure.

Давление вне конвертера, действующего против давления объема жидкости конвертера. Значение 0 указывает, что конвертер расширяется в вакуум.

Зависимости

Enabled, когда параметр Environment pressure specification устанавливается на Specified pressure.

Эффекты и начальные условия

Выберите ли с учетом динамической сжимаемости жидкости. Динамическая сжимаемость дает жидкой плотности зависимость от давления и температуры, влияя на переходный процесс в системе в быстропротекающих ситуациях.

Жидкое давление в конвертере в начале симуляции.

Зависимости

Enabled, когда параметр Fluid dynamic compressibility устанавливается на On.

Жидкая температура в конвертере в начале симуляции.

Примеры модели

Расширенные возможности

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

Введенный в R2013b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте