Гидравлическая емкость в цилиндрах переменного объема
Гидравлические элементы
Примечание
Начиная с версии R2014a, можно указать сжимаемость жидкости непосредственно в блоках гидромеханических преобразователей. Рекомендуется вместо использования блока Гидравлическая поршневая камера, подключенного к преобразователю, использовать параметр Сжимаемость в диалоговом окне блока преобразователя, поскольку новый метод обеспечивает более точные результаты, а также потому, что блок Гидравлическая поршневая камера может быть удален в будущем выпуске. Для получения дополнительной информации см. Информацию о версии R2014a.
Блок гидравлической поршневой камеры моделирует сжимаемость жидкости в камере, создаваемой поршнем цилиндра. Жидкость считается смесью жидкости и небольшого количества захваченного, не растворенного газа. Используйте этот блок вместе с блоком поступательного гидромеханического преобразователя. Блок гидравлической поршневой камеры учитывает только расход, вызванный сжимаемостью жидкости. Объем жидкости, потребляемый для создания скорости поршня, учитывается в блоке поступательного гидромеханического преобразователя.
Камера моделируется по следующим уравнениям (см. [1, 2]):
или) E· dpdt
pa + p) n + 1nEl
где
| q | Расход из-за сжимаемости жидкости |
| V0 | Мертвый объем |
| A | Эффективная площадь поршня |
| x0 | Исходное положение поршня |
| x | Перемещение поршня из исходного положения |
| или | Ориентация камеры по отношению к всемирно назначенному положительному направлению. Если смещение в положительном направлении увеличивает объем камеры или равно 1. Если смещение в положительном направлении уменьшает объем камеры, или равно -1. |
| E | Модуль объема жидкости |
| El | Модуль объема чистой жидкости |
| p | Манометрическое давление жидкости в камере |
| pα | Атмосферное давление |
| α | Относительное содержание газа при атмосферном давлении, α = VG/VL |
| VG | Объем газа при атмосферном давлении |
| VL | Объем жидкости |
| n | Газоспецифическое тепловое отношение |
Основной целью представления жидкости в виде смеси жидкости и газа является введение приблизительной модели кавитации, которая происходит в камере, если давление падает ниже уровня насыщения паров жидкости. Как видно на графике ниже, объемный модуль смеси уменьшается, когда манометрическое давление приближается к нулю, что значительно замедляет дальнейшее изменение давления. При манометрическом давлении намного выше нуля небольшое количество нерастворенного газа практически не влияет на поведение системы.
Кавитация является по своей сути термодинамическим процессом, требующим учета многофазных жидкостей, теплопередач и т.д., и как таковая не может быть точно смоделирована с помощью Simscape™ программного обеспечения. Но упрощенная версия, реализованная в блоке, достаточно хороша, чтобы сигнализировать, падает ли давление ниже опасного уровня, и предотвратить сбой вычислений, который обычно происходит при отрицательных давлениях.
Если давление падает ниже абсолютного вакуума (-101325 Па), моделирование прекращается и отображается сообщение об ошибке.
Порт А является гидравлическим консервационным отверстием, связанным с входом камеры. Порт P - это физический сигнальный порт, который управляет перемещением поршня.
Положительное направление блока - от порта A к опорной точке. Это означает, что расход является положительным, если он течет в камеру.
Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед моделированием, используйте вкладку «Переменные» в диалоговом окне блока (или раздел «Переменные» в Инспекторе свойств блока). Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Плотность жидкости остается постоянной.
Объем камеры не может быть меньше мертвого объема.
Жидкость заполняет весь объем камеры.
Эффективная площадь поршня. Значение по умолчанию: 5e-4 м ^ 2.
Начальное смещение поршня от крышки цилиндра. Значение по умолчанию - 0.
Указывает ориентацию камеры по отношению к глобально назначенному положительному направлению. Камера может быть установлена двумя различными способами в зависимости от того, увеличивается или уменьшается объем камеры при движении поршня в положительном направлении. Если движение поршня в положительном направлении уменьшает объем камеры, установите параметр равным Positive displacement decreases volume. Значение по умолчанию: Positive displacement increases volume.
Объем жидкости в камере при нулевом положении поршня. Значение по умолчанию: 1e-4 м ^ 3.
Газоспецифическое тепловое отношение. Значение по умолчанию: 1.4.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Плотность жидкости
Кинематическая вязкость жидкости
Для задания свойств жидкости используйте блок «Гидравлическая жидкость» (Simscape Fluids) или блок «Пользовательская гидравлическая жидкость».
Блок имеет следующие порты:
AПорт гидравлической экономии, связанный с входом в камеру.
PФизический сигнальный порт, контролирующий перемещение поршня.
[1] Мэнринг, Н.Д., Гидравлические системы управления, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 2005
[2] Меритт, Его Превосходительство, гидравлические системы управления, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 1967
Гидравлическая камера постоянного объема | Вращательный гидромеханический преобразователь | Трансляционный гидромеханический преобразователь | Регулируемая гидравлическая камера