Контейнер для жидкости под давлением с переменным уровнем жидкости
Simscape/Жидкости/Гидравлика (изотермическая )/Блоки низкого давления
Блок Tank моделирует контейнер для жидкости под давлением с переменным уровнем жидкости. Резервуар имеет необязательное количество портов в диапазоне от одного до трех, причем каждое число соответствует варианту блока. Давление в баке фиксируется независимо от изменения объема или уровня жидкости. Бак вентилируется, если наддув установлен на ноль - уставка, соответствующая внутреннему давлению, равному атмосферному.
Порты резервуаров и отметки портов
Блок учитывает различия в отметке порта. Гидростатическое давление рассчитывается отдельно для каждого отверстия от уровня жидкости и высоты отверстия. Гидростатическое давление увеличивает давление в резервуаре, увеличивая давление в канале по мере повышения уровня жидкости. Блок также учитывает незначительные потери давления в портах из-за фильтров, фитингов и других локальных сопротивлений потоку. Для модуляции этих потерь блок обеспечивает коэффициент потери давления для каждого порта.
Для изменения количества портов в резервуаре необходимо изменить вариант активного блока. Это можно сделать из контекстного меню блока. Щелкните правой кнопкой мыши блок, чтобы открыть меню, и выберите «Simscape» > «Block choices» для просмотра или изменения активного варианта блока. Варианты:
One inlet (по умолчанию) - Открывает один порт гидравлической экономии, Т.
Two inlets - Открытие гидравлических консервационных портов A и B.
Three inlets - Открытие гидравлических консервационных портов A, B и C.
Порт A в Two inlets и Three inlets варианты - прямая замена порта T в One inlet вариант.
Порт T в One inlet вариант - или порт A, его замена в Two inlets и Three inlets варианты - по умолчанию находится в нижней части резервуара. Глубина этого отверстия относительно вершины объема жидкости равна уровню жидкости - высоте объема жидкости:
Н,
где:
yT/A - глубина порта T или A.
H - уровень жидкости в резервуаре.
Порты B и C в Two inlets и Three inlets Предполагается, что варианты расположены над портом A. Каждый из этих портов вычисляется как разность между уровнем жидкости и высотой порта над портом A:
HAB,
и
HAC,
где:
yB и yC являются глубинами портов B и C.
HAB и HAC - это отметки портов B и C над портом A.
Уровень H текучей среды вычисляется во время моделирования на основе мгновенного объема текучей среды. Этот расчет зависит от настройки параметризации объема резервуара. Если параметризация имеет значение Constant cross-sectional area (установка по умолчанию), уровень жидкости:
VS,
где:
V - мгновенный объем жидкости в резервуаре.
S - внутренняя площадь поперечного сечения резервуара, указанная в параметре Площадь поперечного сечения резервуара.
Если параметризация объема резервуара имеет значение Tabulated data — Volume vs. levelуровень текучей среды вычисляется путем интерполяции или экстраполяции табулированных данных уровня текучей среды, определенных как функция объема текучей среды:
(V)
Мгновенный объем текучей среды изменяется в зависимости от объемных скоростей потока через открытые отверстия. Этот объем увеличивается, если сумма всех расходов положительна. Расход является положительным, если он направляется из отверстия внутрь резервуара, то есть если жидкость поступает в резервуар. Временная скорость изменения объема жидкости определяется как:
где qi - расход в резервуар через отверстие, обозначенное i - T/A, B или C.
Объемный расход через отверстие является функцией перепада давления из этого отверстия во внутреннюю часть резервуара. Расход является положительным, если падение давления является положительным, то есть если давление в отверстии выше, чем в резервуаре, и отрицательным, в противном случае:
i2) 1/4,
где:
Ai - площадь внутреннего поперечного сечения порта, обозначенного i (T/A, B или C):
securitydi24,
с di в качестве внутреннего диаметра порта.
Ki - коэффициент потери давления, заданный для порта.
start- плотность гидравлической жидкости.
Δpi - перепад давления из окна во внутреннюю часть резервуара.
pCr, i - критическое давление, при котором поток через порт переключается между ламинарным и турбулентным.
Критическое давление в порту вычисляется из критического числа Рейнольдса, внутреннего значения 15и от соответствующего диаметра порта. Критическое давление модулируется коэффициентом потери давления, указанным для порта, причем этот параметр служит в качестве коэффициента усиления для критического давления:
ReCrstartdi),
где:
ReCr - критическое число Рейнольдса.
(nu) - динамическая вязкость гидравлической жидкости.
di - внутренний диаметр порта, обозначаемый i.
Перепад давления из отверстия во внутреннее пространство резервуара рассчитывается на основе указанного значения наддува, гидростатического давления и давления в отверстии:
pelev, i),
где:
pport, i - давление в порту, обозначенном i.
press - заданное значение наддува резервуара.
pelev, i - гидростатическое давление в порту.
Гидростатическое давление в порту является функцией высоты порта над дном резервуара (ноль для порта T/A):
αgyi,
где
g - значение гравитационного ускорения на средней отметке системы.
yi - высота порта, обозначенная i относительно нижней части порта.
Этот блок поддерживает создание кода для задач моделирования в реальном времени. Некоторые блоки и настройки блоков могут быть более подходящими для моделирования на устройстве реального времени. Для получения рекомендаций по повышению производительности моделирования в реальном времени используйте Simulink
®performanceadvisor функция. Предлагаются способы уменьшения сложности модели и численной жесткости.
В редакторе Simulink перейдите на вкладку «Отладка» и выберите «Консультант по производительности» в окне «Консультант по производительности». Задайте для параметра Activity значение Execute real-time application для просмотра предложений, специфичных для производительности моделирования в реальном времени. Раскройте узел Real-Time на панели дерева, чтобы выбрать проверки производительности для Simscape™ продуктов.
Pressurization - Манометрическое давление объема бака0 Па (по умолчанию) | скалярное число в единицах давленияМанометрическое давление объема бака. Давление в баке поддерживается постоянным при этом значении во время моделирования. Значение по умолчанию, 0 Па, соответствует вентилируемому резервуару, внутреннее давление которого равно атмосферному давлению системы.
Tank volume parameterization - Выбор параметризации объема резервуараConstant cross-sectional area (по умолчанию) | Tabulated data — volume vs. levelВыбор параметризации объема резервуара. Выбрать Constant cross-sectional area вычислять объем резервуара по переменному уровню жидкости и постоянной площади поперечного сечения. Выбрать Tabulated data — volume vs. level вычисляют объем резервуара путем интерполяции или экстраполяции табулированных данных по объему жидкости при дискретных уровнях жидкости.
Tank cross-section area - Площадь поперечного сечения (постоянного) бака0.8 m ^ 2 (по умолчанию) | скалярное число в единицах площадиПлощадь поперечного сечения резервуара, принимаемая постоянной в пределах допустимого диапазона уровней жидкости. Блок использует этот параметр для вычисления объема жидкости внутри резервуара.
Fluid volume vector - Объемы жидкости для определения уровней жидкости в резервуаре0 кому 0.727 m ^ 3 (по умолчанию) | Вектор N-элемента с элементами в единицах объемаМассив объемов жидкости для таблицы поиска 1-D, используемой для вычисления уровня жидкости в резервуаре. Массив должен увеличиваться слева направо, но интервалы между значениями элементов массива не должны быть одинаковыми. Должно быть не менее двух элементов для Linear интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.
Этот параметр активен, если для параметра Параметризация объема резервуара установлено значение Tabulated data — volume vs. level.
Fluid level vector - Уровни жидкости, соответствующие указанным объемам жидкости0 кому 0.3 m (по умолчанию) | Вектор N-элемента с элементами в единицах длиныМассив уровней жидкости, соответствующих указанным отверстиям отверстия. Количество элементов в массиве должно соответствовать количеству элементов в параметре Opening vector.
Этот параметр активен, если для параметра Параметризация объема резервуара установлено значение Tabulated data — volume vs. level.
Interpolation method - Метод вычисления значений внутри диапазона таблицы поискаLinear (по умолчанию) | SmoothСпособ вычисления значений внутри табличного диапазона данных. Linear способ соединяет смежные точки данных с прямолинейными или поверхностными сегментами с, как правило, прерывистым наклоном на границах сегментов. Сегменты поверхности используются в таблице поиска 2-D, указанной в Pressure-flow characteristic параметризация модели.
Smooth способ заменяет прямолинейные сегменты криволинейными версиями, имеющими непрерывный наклон везде внутри табличного диапазона данных. Сегменты образуют гладкую линию или поверхность, проходящую через все табличные точки данных без разрывов в производных первого порядка, характерных для Linear способ интерполяции.
Этот параметр активен, если для параметра Параметризация объема резервуара установлено значение Tabulated data — Volume vs. level.
Extrapolation method - Метод вычисления значений за пределами диапазона таблицы поискаLinear (по умолчанию) | NearestСПОСОБ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ВНЕ ТАБЛИЧНОГО ДИАПАЗОНА ДАННЫХ. Linear продлевает отрезок линии между двумя последними точками данных на каждом конце диапазона данных наружу с постоянным наклоном.
Nearest способ расширяет последнюю точку данных на каждом конце диапазона данных наружу в виде горизонтальной линии с постоянным значением.
Этот параметр активен, если для параметра Параметризация объема резервуара установлено значение Tabulated data — Volume vs. level.
Inlet pipeline diameter - Диаметр входа в бак0.02 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах длиныДиаметр входа в бак. При наличии этого параметра резервуар имеет один порт.
Этот параметр активен, если для варианта блока установлено значение One inlet.
Port A/B/C pipeline diameter - Диаметр отверстия бака A/B/C0.02 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах длиныДиаметр отверстия резервуара A/B/C.
Этот параметр активен, если для варианта блока установлено значение Two inlets или Three inlets.
Pipeline pressure loss coefficient - Коэффициент, учитывающий потерю давления на входе1.2 (по умолчанию) | безразмерное скалярное числоЭмпирический коэффициент, используемый для учета потерь давления на входе в бак. Этот параметр должен быть больше нуля. Когда этот параметр открыт, блок имеет один порт.
Этот параметр активен, если для варианта блока установлено значение One inlet.
Port A/B/C pressure loss coefficient - Коэффициент, используемый для учета потери давления в порту A/BC1.2 (по умолчанию) | безразмерное скалярное числоЭмпирический коэффициент, используемый для учета потерь давления в порту A/B/C. Этот параметр должен быть больше нуля.
Этот параметр активен, если для варианта блока установлено значение Two inlets или Three inlets.
Port B/C height above port A - Отметка порта B/C над портом A0.8 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах длиныОтметка порта B/C над портом A. Блок использует этот параметр для учета различий в отметке порта.
Этот параметр активен, если для варианта блока установлено значение Two inlets или Three inlets.
Acceleration due to gravity - Постоянная гравитационного ускорения9.80665 m/s ^ 2 (по умолчанию) | скалярное число в единицах ускоренияПостоянная гравитационного ускорения на средней отметке гидросистемы. Изменения гравитационного ускорения принимаются незначительными по высоте системы.
Minimum level of fluid - Самый низкий уровень жидкости, допустимый во время моделирования1e-3 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах длиныСамый низкий уровень жидкости, допустимый при моделировании. Блок запускает предупреждение моделирования, если уровень жидкости падает ниже указанного значения.
Check if fluid level violating minimum valid condition - Режим предупреждения моделирования для минимального допустимого уровня жидкостиNone (по умолчанию) | WarningРежим предупреждения моделирования для недопустимых уровней жидкости в резервуаре. Выбрать Warning должен быть уведомлен, когда уровень жидкости падает ниже минимального заданного значения.
Fluid volume - Объем жидкости в баке на ноль времени20 L (по умолчанию) | скалярное число в единицах объемаОбъем жидкости в баке в момент времени ноль. 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.
Fluid level - Высота объема жидкости в нулевое время0.025 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах длиныВысота объема жидкости в баке в нулевое время. 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.