Exponenta Banner
exponenta event banner

Вращательный механический преобразователь (IL)

Интерфейс между изотермическими жидкостями и механическими вращательными сетями

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Библиотека Simscape/Foundation/Изотермическая жидкость/Элементы

  • Rotational Mechanical Converter (IL) block

Описание

Блок вращательного механического преобразователя (IL) моделирует интерфейс между изотермической жидкостной сетью и механической вращательной сетью. Блок преобразует изотермическое давление жидкости в механический крутящий момент и наоборот. Может использоваться как строительный блок для поворотных приводов.

Преобразователь содержит переменный объем жидкости. Если для параметра Динамическая сжимаемость модели (Model dynamic compressibility) задано значение Onзатем давление развивается на основе динамической сжимаемости объема жидкости. Параметр ориентации Mechanical позволяет указать, приводит ли увеличение объема жидкости к положительному или отрицательному вращению порта R относительно порта C.

Порт А - это порт для сохранения изотермической жидкости, связанный с входом преобразователя. Порты R и C являются механическими вращательными консервационными портами, связанными с подвижным интерфейсом и кожухом преобразователя соответственно.

Массовый баланс

Уравнения сохранения массы в объеме механического преобразователя:

m˙A = {ε ρID ω, если жидкая динамическая сжимаемость - offε ρID ω + 1βIdpIdtρIV, если жидкая динамическая сжимаемость - onω = dθdtV=Vdead +εDθ

где:

  • m˙A - массовый расход в преобразователь через порт A.

  • start- механическая ориентация преобразователя (1 если повышение давления жидкости вызывает положительное вращение R относительно С, -1 если повышение давления жидкости вызывает отрицательное вращение R относительно С).

  • δ I - плотность жидкости внутри преобразователя.

  • βI - объемный модуль текучей среды внутри преобразователя.

  • D - смещение объема преобразователя, то есть объем текучей среды, необходимый для вращения вала на единицу угла.

  • λ - угловая скорость интерфейса преобразователя.

  • start- вращение интерфейса преобразователя.

  • V - объем жидкости внутри преобразователя.

  • Vdead - мертвый объем, то есть объем жидкости, когда вращение границы раздела равно 0.

  • pI - давление внутри преобразователя.

При подключении преобразователя к соединению Multibody используйте порт ввода физического сигнала q для задания поворота порта R относительно порта C. В противном случае блок вычисляет поворот интерфейса по относительным угловым скоростям порта в соответствии с приведенными выше уравнениями. Поворот границы раздела равен нулю, когда объем жидкости равен мертвому объему. Затем, в зависимости от значения параметра Ориентация Mechanical (Mechanical orientation):

  • Если Pressure at A causes positive rotation of R relative to C, вращение границы раздела увеличивается, когда объем жидкости увеличивается от мертвого объема.

  • Если Pressure at A causes negative rotation of R relative to C, вращение границы раздела уменьшается, когда объем жидкости увеличивается от мертвого объема.

Уравнения, используемые для вычисления плотности смеси текучих сред и модуля объема, зависят от выбранной модели изотермической жидкости. Дополнительные сведения см. в разделе Опции изотермического моделирования жидкости.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме механического преобразователя

(penv − p) D,

где:

  • start- крутящий момент, который жидкость оказывает на интерфейс преобразователя.

  • penv - давление окружающей среды вне преобразователя.

Допущения и ограничения

  • Стенки конвертера совершенно жесткие.

  • Преобразователь не содержит механических жестких упоров. Чтобы включить жесткие стопоры, используйте блок вращательного жесткого стопора.

  • Сопротивление потоку между входом и внутренней частью преобразователя является незначительным.

  • Кинетическая энергия жидкости в конвертере ничтожно мала.

Порты

Вход

развернуть все

Входной физический сигнал, передающий информацию о положении от Simscape™ Multibody™ соединения. Подключите этот порт к порту q определения положения соединения. Дополнительные сведения см. в разделе Подключение сетей Simscape к множественным соединениям Simscape.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Interface rotation значение Provide input signal from Multibody joint.

Сохранение

развернуть все

Порт экономии изотермической жидкости, связанный с входом преобразователя.

Механический порт экономии вращения, связанный с подвижным интерфейсом.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СВЯЗАННОЕ С КОРПУСОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.

Параметры

развернуть все

Выберите выравнивание поверхности раздела относительно давления жидкости:

  • Pressure at A causes positive rotation of R relative to C - Увеличение давления текучей среды приводит к положительному вращению канала R относительно канала C.

  • Pressure at A causes negative rotation of R relative to C - Увеличение давления текучей среды приводит к отрицательному вращению канала R относительно канала C.

Выберите метод определения поворота порта R относительно порта C:

  • Calculate from angular velocity of port R relative to port C - Рассчитать поворот по относительным угловым скоростям порта на основе уравнений баланса масс. Это метод по умолчанию.

  • Provide input signal from Multibody joint - Разрешите входному физическому сигнальному порту q передавать информацию о повороте из соединения Multibody. Этот метод используется только при подключении преобразователя к соединению Multibody с помощью блока Rotational Multibody Interface. Дополнительные сведения см. в разделе Как передать информацию о позиции.

Вращательное смещение порта R относительно порта C в начале моделирования. Значение 0 соответствует начальному объему жидкости, равному мертвому объему.

Зависимости

Включено, если для параметра ротации интерфейса установлено значение Calculate from angular velocity of port R relative to port C.

  • Если механическая ориентация Pressure at A causes positive rotation of R relative to Cзначение параметра должно быть больше или равно 0.

  • Если механическая ориентация Pressure at A causes negative rotation of R relative to C, значение параметра должно быть меньше или равно 0.

Смещенный объем жидкости на единицу вращения подвижной границы раздела.

Объем жидкости при вращении границы раздела 0.

Площадь поперечного сечения входного отверстия преобразователя в направлении, перпендикулярном траектории потока.

Выберите метод спецификации для давления вне конвертера:

  • Atmospheric pressure - Использовать атмосферное давление, указанное блоком «Параметры термической жидкости» (TL) или «Свойства термической жидкости» (TL), подключенным к цепи.

  • Specified pressure - укажите значение с помощью параметра Давление окружающей среды (Environment pressure).

Давление вне конвертера, действующее против давления объема жидкости конвертера. Значение 0 указывает, что преобразователь расширяется до вакуума.

Зависимости

Активируется, если для параметра спецификации давления окружающей среды установлено значение Specified pressure.

Выберите, следует ли учитывать динамическую сжимаемость жидкости. Динамическая сжимаемость придает плотности жидкости зависимость от давления и температуры, влияя на переходную реакцию системы в небольших временных масштабах.

Давление жидкости в конвертере в начале моделирования.

Зависимости

Активируется, если для параметра Динамическая сжимаемость жидкости установлено значение On.

Расширенные возможности

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

.

См. также

|

Темы

Представлен в R2020a

Документация по Simscape

Поддержка