Гидроаккумулятор с пружиной для хранения энергии
Аккумуляторы
Этот блок моделирует подпружиненный гидроаккумулятор жидкости. Аккумулятор состоит из предварительно нагруженной пружины и жидкостной камеры. Жидкостная камера соединена с гидравлической системой.
Когда давление текучей среды на входе в аккумулятор становится больше, чем давление предварительной нагрузки, текучая среда поступает в аккумулятор и сжимает пружину, накапливая гидравлическую энергию. Снижение давления текучей среды вызывает декомпрессию пружины и выпуск накопленной текучей среды в систему.
Во время типичных операций давление пружины равно давлению в жидкостной камере. Однако если давление на входе в аккумулятор падает ниже давления предварительной нагрузки, пружина изолируется от системы. В этой ситуации жидкостная камера пуста, а давление пружины остается постоянным и равным давлению предварительной нагрузки, в то время как давление на входе в аккумулятор зависит от гидравлической системы, к которой подключен аккумулятор. Если давление на входе в аккумулятор повышается до давления предварительной нагрузки или выше, жидкость снова поступает в аккумулятор.
Движение пружины ограничено двумя жесткими упорами, 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.
Схема представляет собой подпружиненный аккумулятор. Камера для текучей среды расположена слева, а пружина - справа. Расстояние между левой стороной и пружиной определяет объем жидкости (VF).
Контактное давление жесткого упора моделируется элементом жесткости и элементом демпфирования. Предполагается, что пружина аккумулятора имеет линейную зависимость между давлением пружины и объемом жидкости, при этом давление уравновешивается в конце пружины:
KsprVF
pHS
pprVC
VF≤00otherwise
qF≥00otherwise
qF≤00otherwise
где
| VF | Объем жидкости в аккумуляторе |
| Vinit | Начальный объем жидкости в аккумуляторе |
| VC | Емкость жидкостной камеры |
| pF | Давление на входе в аккумулятор (манометр) |
| ppr | Давление предварительной нагрузки (манометрическое) |
| Kspr | Коэффициент усиления пружины |
| pmax | Давление, необходимое для полного заполнения аккумулятора |
| pspr | Давление, создаваемое пружиной |
| pH | Давление жесткого контакта |
| Ks | Коэффициент жесткости жесткого упора |
| Kd | Коэффициент демпфирования жесткого упора |
| 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.
Подпружиненный аккумуляторный блок не учитывает нагрузку на сепаратор. Для моделирования дополнительных эффектов, таких как инерция сепаратора и трение, можно построить подпружиненный аккумулятор как подсистему или составной компонент, аналогично приведенной ниже блок-схеме.
Предполагается, что пружина аккумулятора ведет себя линейно.
Нагрузка на сепаратор, например инерция или трение, не учитывается.
Гидравлическое сопротивление на входе не учитывается.
Сжимаемость жидкости не учитывается.
Количество жидкости, которое может удерживать аккумулятор. Значение по умолчанию: 8e-3 м ^ 3.
Давление пружины (манометрическое), когда жидкостная камера пуста. Значение по умолчанию: 10e5 Па.
Давление пружины (манометр), когда жидкостная камера имеет емкость. Значение по умолчанию: 30e5 Па.
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.
Блок имеет одно гидравлическое консервационное отверстие, связанное с входом аккумулятора.
Расход является положительным, если текучая среда поступает в аккумулятор.