Локальное ограничение (IL)

Ограничение в области потока в изотермической жидкостной сети

Библиотека:
Библиотека Simscape/Foundation/Изотермическая жидкость/Элементы

Описание

Блок Local Restriction (IL) моделирует падение давления из-за локализованного уменьшения площади потока, такого как клапан или отверстие, в изотермической жидкостной сети.

Порты A и B представляют собой входное и выходное отверстия ограничения. Входной физический сигнал в порту AR определяет область ограничения. Можно также указать фиксированную область ограничения в качестве параметра блока.

Значок блока изменяется в зависимости от значения параметра Тип ограничения.

Тип ограничения Значок блока

Тип ограничения	Значок блока
`Variable`
`Fixed`

Variable

Fixed

Ограничение является адиабатическим. Он не обменивается теплом с окружающей средой.

Ограничение состоит из сокращения с последующим внезапным расширением в области потока. Жидкость ускоряется во время сжатия, вызывая падение давления. В зоне расширения, если для параметра Pressure recovery установлено значение offимпульс ускоренной жидкости теряется. Если для параметра Pressure recovery установлено значение onвнезапное расширение восстанавливает часть импульса и позволяет давлению немного повыситься после ограничения.

Схема локального ограничения

Блочные уравнения выражают массовый расход в терминах разности давлений между портами A и B:

$\begin{array}{l} {\overset{}{}}_{} {\overset{}{}}_{} \\ {\overset{}{}}_{}_{}_{} \frac{m˙A+m˙B=0m˙A=CdSRΔp}{{(^{} Δp2 +_{}^{}}^{Δpcr2)}} \sqrt{\frac{\overset{}{}}{_{1/42startsan} {\frac{_{PRloss}}{} (}^{1}}} \\ - (_{} SRS)_{} \\ 2)_{} \frac{}{} \frac{\overset{}{}}{_{}} {\frac{_{}_{}}{_{Δp=pA−pBΔpcr=π4⋅ρ¯2SR}}}^{(} \end{array}$ Recr, atmCd) 2

$\overset{}{startwe} \frac{_{=}_{αA}}{}$ + αB2

где:

Δp - разность давлений.
pA и pB - давления в портах A и B соответственно.
SR - площадь поперечного сечения в зоне ограничения.
S - площадь поперечного сечения в портах А и В.
Δpcr - критическая разность давлений для перехода между ламинарным и турбулентным режимами потока.
Recr - критическое число Рейнольдса.
startatm - кинематическая вязкость жидкости при атмосферном давлении, которая является глобальным параметром, определяемым блоком изотермических свойств жидкости (IL), подключенным к контуру.
Cd - коэффициент разряда.
$\overset{}{λ}$ - средняя плотность смеси текучих сред.
δA и αB - значения плотности смеси текучих сред в портах A и B соответственно. Уравнения, используемые для вычисления плотности смеси текучих сред, зависят от выбранной модели изотермической жидкости. Дополнительные сведения см. в разделе Опции изотермического моделирования жидкости.
PRloss - коэффициент потери давления.

Коэффициент потери давления PRloss зависит от значения параметра восстановления давления:

Если восстановление давления выключено, то
$_{PRloss} =$ 1.
Если восстановление давления включено, то
$_{PRloss} \frac{\sqrt{= {1 \frac{_{-}}{} (}^{} SRS)_{2}^{} (} 1_{-} \frac{_{}}{}}{\sqrt{Cd2) {\frac{-_{}}{}}^{} CdSRS1_{−}^{} (}_{SRS} \frac{)_{}}{2}}$ (1 − Cd2) + CdSRS.

Площадь поперечного сечения при ограничении, SR, зависит от значения параметра Тип ограничения:

Для переменных ограничений,
$_{} \begin{array}{l} _{} & _{} \\ _{} & _{} \\ _{}_{SR={Smin,AR≤SminSmax,AR≥SmaxAR,Smin<AR<Smax} \end{array},$
где AR - значение входного физического сигнала, а Smin и Smax - значения параметров блока «Минимальная область ограничения» и «Максимальная область ограничения» соответственно.
Для фиксированных ограничений SR - это значение параметра Restriction area.

По умолчанию блок предполагает, что площадь поперечного сечения в портах ограничения намного больше площади ограничения, устанавливая значение параметра Площадь поперечного сечения в портах A и B равным inf и все члены SR/S в уравнениях равны 0 для повышения эффективности вычислений. Укажите фактическое значение параметра Площадь поперечного сечения (Cross-section area ports A и B), если две площади поперечного сечения сопоставимы по размеру и их отношение влияет на расчет расхода.

Порты

Вход

развернуть все

`AR` - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2
физический сигнал

Входной физический сигнал, управляющий областью ограничения потока. Сигнал насыщается, когда его значение выходит за пределы минимального и максимального пределов зоны ограничения, определяемых параметрами блока.

Зависимости

Этот порт отображается только в том случае, если для параметра Restriction type установлено значение Variable.

Сохранение

развернуть все

`A` - Вход или выход
изотермическая жидкость

Отверстие для сохранения изотермической жидкости, связанное с входом или выходом локального ограничения. Этот блок не имеет внутренней направленности.

`B` - Вход или выход
изотермическая жидкость

Параметры

развернуть все

`Restriction type` - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования
`Variable` (по умолчанию) | `Fixed`

Выберите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования:

Variable - Входной физический сигнал в порту AR определяет область ограничения, которая может изменяться во время моделирования. Параметры Minimum restriction area и Maximum restriction area определяют нижнюю и верхнюю границы области ограничения.
Fixed - Область ограничения, заданная значением параметра блока области ограничения, остается постоянной во время моделирования. Порт AR скрыт.

`Minimum restriction area` - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения. Этот параметр можно использовать для представления области утечки. Входной сигнал AR насыщается при этом значении, чтобы предотвратить дальнейшее уменьшение области ограничения.

Зависимости

Активируется, если для параметра Restriction type установлено значение Variable.

`Maximum restriction area` - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения. Входной сигнал AR насыщается при этом значении, чтобы предотвратить дальнейшее увеличение области ограничения.

Зависимости

Активируется, если для параметра Restriction type установлено значение Variable.

`Restriction area` - Область по нормали к тракту потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Область по нормали к пути потока в зоне ограничения.

Зависимости

Активируется, если для параметра Restriction type установлено значение Fixed.

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в портах
`inf m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Область по нормали к пути потока в портах A и B. Предполагается, что эта область одинакова для двух портов. inf значение предполагает, что площадь поперечного сечения в портах намного больше, чем площадь ограничения, и поэтому все члены SR/S в блочных уравнениях пренебрежимо малы.

`Discharge coefficient` - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение
`0.64` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент нагнетания является полуэмпирическим параметром, обычно используемым для характеристики пропускной способности отверстия. Этот параметр определяется как отношение фактического массового расхода через отверстие к идеальному массовому расходу.

`Critical Reynolds number` - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами
`150` (по умолчанию) | положительный скаляр

Число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами.

`Pressure recovery` - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

Укажите, следует ли учитывать восстановление давления на локальном выходе ограничения.

Примеры модели

Hydraulic Actuator with Analog Position Controller

Гидравлический привод с аналоговым регулятором положения

Как библиотека Foundation может использоваться для моделирования систем, которые охватывают электрические, механические и изотермические жидкие домены. В модели гидравлическая система, реализованная в области изотермической жидкости, управляет положением механической нагрузки в ответ на требование опорного напряжения. Если опорное требование равно нулю, то смещение гидравлического привода (и нагрузки) равно нулю, а если опорное значение равно + 5 вольт, то смещение равно 100 мм.

Увлеченные воздушные эффекты

Воздействие захваченного воздуха в заказном цилиндре двойного действия. Во время повторяющегося цикла колебательного давления абсолютное давление не становится ниже абсолютного нуля, так как модуль объемности однородной жидкотазовой смеси соответственно уменьшается при низких давлениях.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Сопротивление потоку (IL) | Ламинарная утечка (IL)

Темы

Представлен в R2020a

Документация

Локальное ограничение (IL)

Описание

Порты

Вход

`AR` - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2
физический сигнал

Зависимости

Сохранение

`A` - Вход или выход
изотермическая жидкость

`B` - Вход или выход
изотермическая жидкость

Параметры

`Restriction type` - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования
`Variable` (по умолчанию) | `Fixed`

`Minimum restriction area` - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

`Maximum restriction area` - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

`Restriction area` - Область по нормали к тракту потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в портах
`inf m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Discharge coefficient` - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение
`0.64` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Critical Reynolds number` - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами
`150` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Pressure recovery` - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

Примеры модели

Гидравлический привод с аналоговым регулятором положения

Увлеченные воздушные эффекты

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

Документация

Локальное ограничение (IL)

Описание

Порты

Вход

AR - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2 физический сигнал

Зависимости

Сохранение

A - Вход или выход изотермическая жидкость

B - Вход или выход изотермическая жидкость

Параметры

Restriction type - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования Variable (по умолчанию) | Fixed

Minimum restriction area - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения 1e-10 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Maximum restriction area - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения 0.005 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Restriction area - Область по нормали к тракту потока при ограничении 1e-3 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Cross-sectional area at ports A and B - Область по нормали к тракту потока в портах inf m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Discharge coefficient - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение 0.64 (по умолчанию) | положительный скаляр

Critical Reynolds number - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами 150 (по умолчанию) | положительный скаляр

Pressure recovery - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления On (по умолчанию) | Off

Примеры модели

Гидравлический привод с аналоговым регулятором положения

Увлеченные воздушные эффекты

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

`AR` - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2
физический сигнал

`A` - Вход или выход
изотермическая жидкость

`B` - Вход или выход
изотермическая жидкость

`Restriction type` - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования
`Variable` (по умолчанию) | `Fixed`

`Minimum restriction area` - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Maximum restriction area` - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Restriction area` - Область по нормали к тракту потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в портах
`inf m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Discharge coefficient` - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение
`0.64` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Critical Reynolds number` - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами
`150` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Pressure recovery` - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™