Вращательный механический преобразователь (TL)

Интерфейс между тепловыми жидкостями и механическими вращательными сетями

Библиотека:
Библиотека Simscape/Foundation/Термическая жидкость/Элементы

Описание

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

Преобразователь содержит переменный объем жидкости. Температура изменяется на основе тепловой емкости этого объема. Если для параметра Динамическая сжимаемость модели (Model dynamic compressibility) задано значение Onзатем давление также 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 сохранения тепловой жидкости, связанный с входом преобразователя. Порт Н - это теплосберегающий порт, связанный с температурой жидкости внутри преобразователя. Порты R и C являются механическими вращательными консервационными портами, связанными с подвижным интерфейсом и кожухом преобразователя соответственно.

Массовый баланс

Уравнение сохранения массы в объеме механического преобразователя

${\overset{}{}}_{} \begin{matrix} m˙A=ερDΩ+{0,if динамическая сжимаемость жидкости - \\ offVstart(\frac{}{} \frac{}{} 1βdpdt \frac{+}{} & αdTdt), если динамическая сжимаемость жидкости \end{matrix}$ включена

где:

${\overset{}{}}_{m˙A}$ - массовый расход жидкости 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).
start- плотность массы жидкости.
D - смещение преобразователя.
Λ - угловая скорость интерфейса преобразователя.
V - объем жидкости внутри преобразователя.
β - объемный модуль жидкости внутри преобразователя.
α - коэффициент теплового расширения жидкости.
p - давление жидкости внутри преобразователя.
T - температура жидкости 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 блочными 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.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме механического преобразователя

$(p_{} -$ pAtm) D,

где:

start- крутящий момент, который жидкость оказывает на интерфейс преобразователя.
рАтм - атмосферное давление.

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения в объеме механического преобразователя

$\frac{d (αuV}{)} {dt}_{} =_{}$

где:

u - внутренняя энергия жидкости в конвертере.
A - общий расход энергии в объем механического преобразователя через порт A.
QH - расход тепла в объем механического преобразователя.

Допущения и ограничения

Стенки преобразователя несовместимы. Они не могут деформироваться независимо от внутреннего давления и температуры.
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.
Тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью преобразователя ничтожно мало.
Кинетическая энергия жидкости в конвертере ничтожно мала.

Порты

Вход

развернуть все

`q` - Поворот порта R относительно порта C, рад
физический сигнал

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

`A` - Вход преобразователя
термическая жидкость

Отверстие для сохранения тепловой жидкости, связанное с входом преобразователя.

`H` - Температура внутри преобразователя
тепловой

Термосберегающее отверстие, связанное с температурой жидкости внутри преобразователя.

`R` - Стержень
механическое вращение

Механический порт экономии вращения, связанный с подвижным интерфейсом.

`C` - Дело
механическое вращение

МЕХАНИЧЕСКОЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СВЯЗАННОЕ С КОРПУСОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.

Параметры

развернуть все

Главный

`Mechanical orientation` - Выберите ориентацию преобразователя
`Pressure at A causes positive rotation of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative rotation of R relative to C`

Выберите выравнивание поверхности раздела относительно объема жидкости преобразователя:

Pressure at A causes positive rotation of R relative to C - Увеличение объема жидкости приводит к положительному вращению порта R относительно порта C.
Pressure at A causes negative rotation of R relative to C - Увеличение объема жидкости приводит к отрицательному вращению порта R относительно порта C.

`Interface rotation` - Выбор метода для определения относительных позиций портов
`Calculate from angular velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

Выберите метод определения поворота порта R относительно порта C:

Calculate from angular velocity of port R relative to port C - Расчет поворота по относительным угловым скоростям порта на основе блочных уравнений. 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.

`Initial interface rotation` - Вращательное смещение порта R относительно порта C в начале моделирования
`0 rad` (по умолчанию)

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.

`Interface volume displacement` - Вытесненный объем жидкости на единицу вращения
`1.2e-4 m^3/rad` (по умолчанию)

Смещенный объем жидкости на единицу вращения подвижной границы раздела.

`Dead volume` - Объем жидкости при вращении границы раздела 0
`1e-5 m^3` (по умолчанию)

Объем жидкости при вращении границы раздела 0.

`Cross-sectional area at port A` - Площадь по нормали к протоку на входе в преобразователь
`0.01 m^2` (по умолчанию)

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

`Environment pressure specification` - Выберите метод спецификации для давления окружающей среды
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

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).

`Environment pressure` - Давление вне преобразователя
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

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.

Эффекты и начальные условия

`Fluid dynamic compressibility` - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

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.

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости в нулевое время
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

Давление жидкости в конвертере в начале моделирования.

Зависимости

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

`Initial liquid temperature` - Температура жидкости в нулевое время
`293.15 K` (по умолчанию)

Температура жидкости в конвертере в начале моделирования.

Расширенные возможности

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

См. также

Вращательный многоборцевый интерфейс | Трансляционный механический преобразователь (TL)

Темы

Представлен в R2013b

Документация

Вращательный механический преобразователь (TL)

Описание

Массовый баланс

Баланс импульса

Энергетический баланс

Допущения и ограничения

Порты

Вход

`q` - Поворот порта R относительно порта C, рад
физический сигнал

Зависимости

Сохранение

`A` - Вход преобразователя
термическая жидкость

`H` - Температура внутри преобразователя
тепловой

`R` - Стержень
механическое вращение

`C` - Дело
механическое вращение

Параметры

Главный

`Mechanical orientation` - Выберите ориентацию преобразователя
`Pressure at A causes positive rotation of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative rotation of R relative to C`

`Interface rotation` - Выбор метода для определения относительных позиций портов
`Calculate from angular velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

`Initial interface rotation` - Вращательное смещение порта R относительно порта C в начале моделирования
`0 rad` (по умолчанию)

Зависимости

`Interface volume displacement` - Вытесненный объем жидкости на единицу вращения
`1.2e-4 m^3/rad` (по умолчанию)

`Dead volume` - Объем жидкости при вращении границы раздела 0
`1e-5 m^3` (по умолчанию)

`Cross-sectional area at port A` - Площадь по нормали к протоку на входе в преобразователь
`0.01 m^2` (по умолчанию)

`Environment pressure specification` - Выберите метод спецификации для давления окружающей среды
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

`Environment pressure` - Давление вне преобразователя
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

Зависимости

Эффекты и начальные условия

`Fluid dynamic compressibility` - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости в нулевое время
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

Зависимости

`Initial liquid temperature` - Температура жидкости в нулевое время
`293.15 K` (по умолчанию)

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

Документация

Вращательный механический преобразователь (TL)

Описание

Массовый баланс

Баланс импульса

Энергетический баланс

Допущения и ограничения

Порты

Вход

q - Поворот порта R относительно порта C, рад физический сигнал

Зависимости

Сохранение

A - Вход преобразователя термическая жидкость

H - Температура внутри преобразователя тепловой

R - Стержень механическое вращение

C - Дело механическое вращение

Параметры

Главный

Mechanical orientation - Выберите ориентацию преобразователя Pressure at A causes positive rotation of R relative to C (по умолчанию) | Pressure at A causes negative rotation of R relative to C

Interface rotation - Выбор метода для определения относительных позиций портов Calculate from angular velocity of port R relative to port C (по умолчанию) | Provide input signal from Multibody joint

Initial interface rotation - Вращательное смещение порта R относительно порта C в начале моделирования 0 rad (по умолчанию)

Зависимости

Interface volume displacement - Вытесненный объем жидкости на единицу вращения 1.2e-4 m^3/rad (по умолчанию)

Dead volume - Объем жидкости при вращении границы раздела 0 1e-5 m^3 (по умолчанию)

Cross-sectional area at port A - Площадь по нормали к протоку на входе в преобразователь 0.01 m^2 (по умолчанию)

Environment pressure specification - Выберите метод спецификации для давления окружающей среды Atmospheric pressure (по умолчанию) | Specified pressure

Environment pressure - Давление вне преобразователя 0.101325 MPa (по умолчанию)

Зависимости

Эффекты и начальные условия

Fluid dynamic compressibility - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости On (по умолчанию) | Off

Initial liquid pressure - Давление жидкости в нулевое время 0.101325 MPa (по умолчанию)

Зависимости

Initial liquid temperature - Температура жидкости в нулевое время 293.15 K (по умолчанию)

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

`q` - Поворот порта R относительно порта C, рад
физический сигнал

`A` - Вход преобразователя
термическая жидкость

`H` - Температура внутри преобразователя
тепловой

`R` - Стержень
механическое вращение

`C` - Дело
механическое вращение

`Mechanical orientation` - Выберите ориентацию преобразователя
`Pressure at A causes positive rotation of R relative to C` (по умолчанию) | `Pressure at A causes negative rotation of R relative to C`

`Interface rotation` - Выбор метода для определения относительных позиций портов
`Calculate from angular velocity of port R relative to port C` (по умолчанию) | `Provide input signal from Multibody joint`

`Initial interface rotation` - Вращательное смещение порта R относительно порта C в начале моделирования
`0 rad` (по умолчанию)

`Interface volume displacement` - Вытесненный объем жидкости на единицу вращения
`1.2e-4 m^3/rad` (по умолчанию)

`Dead volume` - Объем жидкости при вращении границы раздела 0
`1e-5 m^3` (по умолчанию)

`Cross-sectional area at port A` - Площадь по нормали к протоку на входе в преобразователь
`0.01 m^2` (по умолчанию)

`Environment pressure specification` - Выберите метод спецификации для давления окружающей среды
`Atmospheric pressure` (по умолчанию) | `Specified pressure`

`Environment pressure` - Давление вне преобразователя
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

`Fluid dynamic compressibility` - Выберите, следует ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Initial liquid pressure` - Давление жидкости в нулевое время
`0.101325 MPa` (по умолчанию)

`Initial liquid temperature` - Температура жидкости в нулевое время
`293.15 K` (по умолчанию)

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