Источник давления, основанный на центробежном действии вращающегося рабочего колеса
Simscape/Жидкости/Термическая жидкость/Насосы и двигатели
Блок центробежного насоса (TL) моделирует вращательное преобразование энергии от вала к жидкости в тепловой жидкостной сети. Разность давлений и механический крутящий момент моделируются как функция напора насоса и мощности тормоза, которые зависят от производительности насоса и определяются линейной интерполяцией табулированных данных. Все составы основаны на законах сродства насоса, которые масштабируют производительность насоса по отношению тока к эталонным значениям угловой скорости насоса и плотности жидкости. Различия в напоре из-за изменения скорости жидкости и высоты не смоделированы.
Схема блока центробежного насоса (TL)
При номинальных рабочих условиях впускное отверстие для текучей среды находится в отверстии A, а выпускное отверстие для текучей среды находится в отверстии B. В то время как блок поддерживает обратные потоки, поток от B к A находится вне нормальных рабочих условий насоса. Механическая привязка насоса, связанная с корпусом насоса, находится в отверстии С, а крутящий момент вала и скорость вращения передаются в отверстии R.
Коэффициент усиления давления над насосом рассчитывается как функция законов сродства насоса и эталонного перепада давления:
DDref) 2,
где:
Δpref - эталонный коэффициент усиления давления, который определяется по квадратичной посадке перепада давления насоса между максимальным напором при нулевой производительности, номинальным напором и максимальным напором при нулевой производительности.
λ - угловая скорость вала, λ R - startC.
startref - опорная скорость вала.
- масштабный коэффициент диаметра рабочего колеса, который может быть изменен из значения по умолчанию, равного 1, если диаметр опорного рабочего колеса и диаметра рабочего колеса системы различаются. Этот блок не отражает изменения эффективности насоса из-за размера насоса.
start- плотность сетевой текучей среды.
Крутящий момент вала:
DDref) 5.
Эталонная мощность тормоза Wbrake, ref определяется по линейной посадке между номинальной мощностью тормоза и мощностью тормоза при нулевой мощности.
Ссылочная мощность рассчитывается следующим образом:
3.
Производительность насоса можно моделировать как 1-D функцию производительности, объемного расхода через насос. Коэффициент усиления давления над насосом основан на эталонной скорости вала и является функцией вектора эталонной головки ΔHref, оцененного при эталонной производительности, Qref:
2,
где:
λ - угловая скорость вала.
start- плотность текучей среды.
g - гравитационная постоянная.
Это происходит из закона сродства, который относится к головке и угловой скорости:
2,
где ΔH - голова.
Крутящий момент вала основан на опорном векторе мощности тормоза Pref, который является функцией эталонной мощности Qref:
(DDref) 5,
где βref - эталонная плотность жидкости.
Это вытекает из закона сродства, который относится к мощности тормоза и угловой скорости:
5.
Ссылочная мощность определяется как:
3,
где - массовый расход на входе в насос.
Если моделирование выходит за границы представленной таблицы, головка насоса экстраполируется линейно и мощность тормоза экстраполируется до ближайшей точки.
Производительность насоса можно моделировать как 2-D функцию производительности и угловой скорости вала. Коэффициент усиления давления над насосом является функцией таблицы напора, H (Q, w), ΔHref, которая является функцией эталонной производительности, Qref и частоты вращения вала
DDref) 2.
Крутящий момент вала вычисляется как функция таблицы мощности тормоза, Wb (q, w), Pref, которая является функцией эталонной мощности, Qref, и скорости вала, λ:
5.
Ссылочная мощность рассчитывается следующим образом:
3.
Если моделирование выходит за границы представленной таблицы, головка насоса экстраполируется линейно и мощность тормоза экстраполируется до ближайшей точки.
Насос вырабатывает энергию, когда вал в порту R вращается в том же направлении, что и настройка механической ориентации. Установка для этого параметра значения Positive angular velocity of port R relative to port C corresponds to normal pump operation означает, что текучая среда течет от A к B, когда R вращается в положительном положении относительно порта C. Когда вал вращается вопреки установке механической ориентации, создается крутящий момент, но он может не быть физически точным.
Механическая работа, выполняемая насосом, связана с обменом энергией. Уравнение энергетического баланса:
Pmech = 0,
где:
ФА - расход энергии в порту А.
Dwf B - расход энергии в порту B.
Pmech - механическая мощность, генерируемая из-за крутящего момента, T и угловой скорости насоса
Гидравлическая мощность насоса является функцией разности давлений между отверстиями насоса:
