Гидроаккумулятор с газом в качестве сжимаемой среды
Аккумуляторы
Этот блок моделирует газовый аккумулятор. Аккумулятор состоит из предварительно заряженной газовой камеры и жидкостной камеры. Жидкостная камера соединена с гидравлической системой. Камеры разделены баллоном, поршнем или диафрагмой любого типа.
Когда давление текучей среды на входе в аккумулятор становится больше, чем давление предварительной зарядки, текучая среда поступает в аккумулятор и сжимает газ, накапливая гидравлическую энергию. Снижение давления текучей среды вызывает декомпрессию газа и его выпуск в систему.
Во время типичных операций давление в газовой камере равно давлению в жидкостной камере. Однако если давление на входе в аккумулятор падает ниже давления предварительной зарядки, газовая камера изолируется от системы. В этой ситуации камера для текучей среды пуста, и давление в газовой камере остается постоянным и равным давлению предварительной зарядки. Давление на входе в аккумулятор зависит от гидросистемы, к которой подключен аккумулятор. Если давление на входе в аккумулятор повышается до давления предварительной зарядки или выше, жидкость снова поступает в аккумулятор.
Движение сепаратора между камерой для текучей среды и газовой камерой ограничено двумя жесткими ограничителями, которые ограничивают расширение и сжатие объема текучей среды. Объем текучей среды ограничен, когда камера текучей среды имеет емкость и когда камера текучей среды пуста. Жесткие упоры смоделированы с конечной жесткостью и демпфированием. Это означает, что объем текучей среды может стать отрицательным или большим, чем емкость камеры текучей среды, в зависимости от значений коэффициента жесткости жесткого упора и давления на входе аккумулятора.
На схеме представлен газовый аккумулятор. Общий объем аккумулятора (VT) разделен вертикальным сепаратором на жидкостную камеру слева и газовую камеру справа. Расстояние между левой стороной и сепаратором определяет объем жидкости (VF). Расстояние между правой стороной и сепаратором определяет объем газа (VT - VF). Емкость камеры для текучей среды (VC) меньше, чем общий объем аккумулятора (VT), так что объем газа никогда не становится нулевым.
Контактное давление жесткого упора моделируется элементом жесткости и элементом демпфирования. Соотношение давления газа и объема газа между текущим состоянием и состоянием предварительной зарядки задается политропическим соотношением, при этом давление в сепараторе сбалансировано:
ppr + pA) VTk
pHS
Vdead
VF≤00otherwise
qF≥00otherwise
qF≤00otherwise
где
| VT | Общий объем аккумулятора, включая жидкостную камеру и газовую камеру |
| VF | Объем жидкости в аккумуляторе |
| Vinit | Начальный объем жидкости в аккумуляторе |
| VC | Емкость жидкостной камеры, разность между общим объемом аккумулятора и мертвым объемом газовой камеры |
| Vdead | Мертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры, которая остается заполненной газом, когда жидкостная камера имеет емкость |
| pF | Давление жидкости (манометр) в жидкостной камере, равное давлению на входе в аккумулятор |
| ppr | Давление (манометр) в газовой камере, когда жидкостная камера пуста |
| pA | Атмосферное давление |
| pG | Давление газа (манометр) в газовой камере |
| pH | Давление жесткого контакта |
| Ks | Коэффициент жесткости жесткого упора |
| Kd | Коэффициент демпфирования жесткого упора |
| k | Удельное тепловое отношение (адиабатический индекс) |
| QF | Расход жидкости в аккумулятор положительный, если жидкость поступает в аккумулятор |
Расход в аккумулятор представляет собой скорость изменения объема жидкости:
dVFdt
При t = 0 исходным условием является VF = Vinit, где Vinit - значение, назначенное параметру Initial fluid volume.
Предполагается, что процесс в газовой камере является политропным.
Нагрузка на сепаратор, например инерция или трение, не учитывается.
Гидравлическое сопротивление на входе не учитывается.
Сжимаемость жидкости не учитывается.
Общий объем аккумулятора, включающего камеру жидкости и газовую камеру. Это сумма емкости камеры для текучей среды и минимального объема газа. Значение по умолчанию: 8e-3 м ^ 3.
Мертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры, которая остается заполненной газом, когда камера для текучей среды имеет емкость. Ненулевой объем необходим для того, чтобы давление газа не становилось бесконечным, когда камера для текучей среды имеет емкость. Значение по умолчанию: 4e-5 м ^ 3.
Давление (манометр) в газовой камере, когда жидкостная камера пуста. Значение по умолчанию: 10e5 Па.
Удельное тепловое отношение (адиабатический индекс). Для учета теплообмена можно установить его значение обычно между 1 и 2, в зависимости от свойств газа в газовой камере. Для сухого воздуха при 20 ° C это значение равно 1 для изотермического процесса и 1,4 для адиабатического (и изентропного) процесса. Значение по умолчанию: 1.4.
Постоянная пропорциональности контактного давления жесткого упора по отношению к объему жидкости, проникшей в жесткий упор. Жесткие упоры используются для ограничения объема текучей среды между нулем и емкостью камеры текучей среды. Значение по умолчанию: 1e10 Па/м ^ 3.
Постоянная пропорциональности контактного давления жесткого упора относительно скорости потока и объема жидкости, проникающей в жесткий упор. Жесткие упоры используются для ограничения объема текучей среды между нулем и емкостью камеры текучей среды. Значение по умолчанию: 1e10 Па * с/м ^ 6.
Объемный расход через порт аккумулятора в нуль времени. Simscape™ параметр используется программным обеспечением для управления начальной конфигурацией компонента и модели. Исходные переменные, конфликтующие друг с другом или несовместимые с моделью, могут игнорироваться. Установите в столбце «Приоритет» значение High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими низкоприоритетными переменными.
Объем жидкости в аккумуляторе в нуль времени. Программа Simscape использует этот параметр для управления начальной конфигурацией компонента и модели. Исходные переменные, конфликтующие друг с другом или несовместимые с моделью, могут игнорироваться. Установите в столбце «Приоритет» значение High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими низкоприоритетными переменными.
Манометрическое давление в аккумуляторе в нуль времени. Программа Simscape использует этот параметр для управления начальной конфигурацией компонента и модели. Исходные переменные, конфликтующие друг с другом или несовместимые с моделью, могут игнорироваться. Установите в столбце «Приоритет» значение High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими низкоприоритетными переменными.
Абсолютное давление окружающей среды. Значение по умолчанию: 101325 Па.
Блок имеет одно гидравлическое консервационное отверстие, связанное с входом аккумулятора.
Расход является положительным, если текучая среда поступает в аккумулятор.