Гидроемкость под давлением с переменным уровнем жидкости
Simscape/Жидкости/Гидравлика (изотермическая )/Блоки низкого давления
Блок Tank моделирует гидроемкость под давлением с переменным уровнем жидкости. Бак имеет дополнительное количество портов в диапазоне от одного до трех с каждым номером, соответствующим варианту блока. Давление в баке фиксируется независимо от изменения объема жидкости или уровня жидкости. Бак выводится, если давление установлено на нуль - установка, соответствующая внутреннему давлению, равному атмосферному давлению.
Порты бака и повышений портов
Блок учитывает различия в повышении портов. Гидростатическое давление вычисляется отдельно для каждого порта при повышении уровня жидкости. Гидростатическое давление складывается давлением в баке - увеличение давления в порте при повышении уровня жидкости. Блок учитывает также незначительное падения давления в портах из-за фильтров, подборов кривой и других локальных сопротивлений потоку. Для моделирования этих потерь, блок содержит коэффициент падения давления для каждого порта.
Чтобы изменить количество портов в баке, необходимо изменить вариант активного блока. Это можно сделать из контекстно-зависимого меню блока. Щелкните правой кнопкой мыши блок, чтобы открыть меню и выбрать Simscape > Block choices, чтобы просмотреть или изменить активный вариант блока. Опции варианта включают:
One inlet (по умолчанию) - Предоставляет один гидравлический порт, T.
Two inlets - Предоставляет гидравлические порты A и B.
Three inlets - Предоставляет гидравлические порты A, B и C.
Порт A в Two inlets и Three inlets варианты являются прямой заменой портов, 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 расположен в нижней части бака. Глубина этого порта относительно верхней части объема жидкости равна уровню жидкости - высоте объема жидкости:
где:
y T/A является глубиной порта T или A.
H - уровень жидкости в баке.
Порты B и C в Two inlets и Three inlets варианты приняты расположенными над портом A. Глубины этих портов вычисляются как разница между уровнем жидкости и высотой над портом A:
и
где:
y B и y C являются глубинами портов B и C.
H AB и H AC являются высотами портов B и C над A портов.
Уровень жидкости, H, вычисляется во время симуляции из мгновенного объема жидкости. Это вычисление зависит от настройки Tank volume parameterization. Если параметризация установлена в Constant cross-sectional area (настройка по умолчанию), уровень жидкости:
где:
V - объем жидкости в баке в данный момент времени.
S - внутренняя площадь поперечного сечения бака, заданная в параметре Tank cross-section area.
Если для Tank volume parameterization задано значение Tabulated data — Volume vs. level, уровень жидкости вычисляется интерполяцией или экстраполяцией табличных данных уровня жидкости, заданных как функция от объема жидкости:
Мгновенный объем жидкости изменяется с объемными скоростями потока жидкости через открытые порты. Этот объем увеличивается, если сумма всех скоростей потока жидкости положительная. Скорость потока жидкости положительная, если она направлена из порта во внутреннюю часть бака, то есть если жидкость входит в бак. Временная скорость изменения объема жидкости определяется как:
где q i - скорость потока жидкости в бак через порт, обозначенный i - T/ A, B или C.
Объемная скорость потока жидкости через порт является функцией перепада давления от этого порта до внутренней части бака. Скорость потока жидкости положительная, если перепад давления положительный - то есть если давление выше в порту, чем в баке - и отрицательный в противном случае:
где:
A i является внутренней площадью поперечного сечения порта, обозначенной i (T/ A, B или C):
с d i как внутренний диаметр порта.
K i - коэффициент падения давления, заданный для порта.
ρ - плотность гидравлической жидкости.
Δpi - перепад давления от порта до внутренней части бака.
p Cr, i является критическим давлением, при котором режим течения через порт переключается между ламинарным и турбулентным.
Критическое давление в порту вычисляется из критического числа Рейнольдса, внутренне заданное значение 15, и от соответствующего диаметра порта. Критическое давление модулируется коэффициентом падения давления, заданным для порта - при этом этот параметр служит увеличением критического давления:
где:
Re Cr является критическим числом Рейнольдса.
ν (nu) - динамическая вязкость гидравлической жидкости.
d i - внутренний диаметр порта, обозначенный i.
Перепад давления из порта во внутреннюю часть бака вычисляется из заданного Pressurization значения, гидростатического давления и давления в порту:
где:
p порт, i - давление в порту, обозначенное i.
p press - заданное значение < reservedrangesplaceholder0 > бака.
p elev, i - гидростатическое давление в порту.
Гидростатическое давление в порту является функцией порта, повышения над дном бака (нуль для порта T/ A):
где
g - значение ускорения свободного падения на середине высоты системы.
y i - высота порта, обозначенная i относительно дна порта.
Этот блок поддерживает генерацию кода для задач симуляции в реальном времени. Определенные блоки и настройки блоков могут быть более подходящими для симуляции на устройстве реального времени. Для предложений о том, как улучшить эффективность симуляции в реальном времени, используйте Simulink®
performanceadvisor функция. Предложения включают способы уменьшить сложность модели и уменьшить числовую жесткость.
В редакторе Simulink щелкните вкладку Debug и выберите Performance Advisor из Performance Advisor. Установите параметр Activity равным Execute real-time application чтобы просмотреть предложения, характерные для эффективности симуляции в реальном времени. Разверните узел Real-Time на панели древовидного представления, чтобы выбрать проверки эффективности, характерные для Simscape™ продуктов.
Pressurization - Абсолютное давление объема бака0 Pa (по умолчанию) | скалярное число в единицах измерения давленияАбсолютное давление объема бака. Давление в баке поддерживается постоянным при этом значении во время симуляции. Значение по умолчанию, 0 Pa, соответствует вентиляционному баку - тому, внутреннее давление которого равно атмосферному давлению системы.
Tank volume parameterization - Выбор параметризации для объема бакаConstant cross-sectional area (по умолчанию) | Tabulated data — volume vs. levelВыбор параметризации для объема бака. Выберите Constant cross-sectional area вычислить объем бака из переменного уровня жидкости и постоянной площади поперечного сечения. Выберите Tabulated data — volume vs. level вычислить объем бака путем интерполяции или экстраполяции табличных данных по объему жидкости при дискретных уровнях жидкости.
Tank cross-section area - Площадь поперечного сечения (постоянной) бак0.8 m ^ 2 (по умолчанию) | скалярное число в единицах площадиПлощадь поперечного сечения бака, принятая постоянной в допустимой области значений уровня жидкости. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить объем жидкости в баке.
Fluid volume vector - Объемы жидкости, при которых можно задать уровни жидкости в баке0 на 0.727 m ^ 3 (по умолчанию) | N вектор -element с элементами в единицах объемаМассив объемов жидкости для интерполяционной таблицы 1-D, используемый для вычисления уровня жидкости в баке. Массив должен увеличиться слева направо, но интервалы между значениями элемента массива не должны быть равномерными. Для Linear должно быть как минимум два элемента интерполяция и три элемента для Smooth интерполяция.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization установлен в Tabulated data — volume vs. level.
Fluid level vector - Уровни жидкости, соответствующие заданным объемам жидкости0 на 0.3 m (по умолчанию) | N вектор -element с элементами в единицах измерения длиныМассив уровней жидкости, соответствующих заданным открытиям отверстия. Количество элементов в массиве должно совпадать с количеством элементов в параметре Opening vector.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization установлен в Tabulated data — volume vs. level.
Interpolation method - Метод вычисления значений в области значений интерполяционных таблицLinear (по умолчанию) | SmoothМетод определения значений из данных, сведенных в таблицу. The Linear способ соединяет соседние точки данных с прямой линией или сегментами поверхностей с обычно прерывистым наклоном на узлы сегментов. Сегменты поверхностей используются в двумерных интерполяционных таблицах, заданных в Pressure-flow characteristic параметризация модели.
The Smooth метод заменяет прямые сегменты на сглаженных кривых, которые имеют непрерывный уклон повсюду в табличные данные области значений. Сегменты образуют гладкую линию или поверхность, проходящую через все точки табличных данных без разрывов в производных первого порядка, характерных для Linear метод интерполяции.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization установлен в Tabulated data — Volume vs. level.
Extrapolation method - Метод вычисления значений вне области значений интерполяционной таблицыLinear (по умолчанию) | NearestМетод вычисления значений за пределами табличных данных области значений. The Linear метод расширяет сегмент линии, проведенный между последними двумя точками данных на каждом конце области значений данных наружу с постоянным наклоном.
The Nearest способ расширяет последнюю точку данных на каждом конце области значений данных наружу как горизонтальную линию с постоянным значением.
Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization установлен в Tabulated data — Volume vs. level.
Inlet pipeline diameter - Диаметр входного отверстия бака0.02 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах измерения длиныДиаметр входного отверстия бака. Гидроемкость имеет один порт, когда этот параметр доступен.
Этот параметр активен, когда для варианта блока задано значение One inlet.
Port A/B/C pipeline diameter - Диаметр порта бака AB/ C0.02 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах измерения длиныДиаметр порта бака A/ B/ C.
Этот параметр активен, когда для варианта блока задано значение Two inlets или Three inlets.
Pipeline pressure loss coefficient - Коэффициент для расчета падения давления на входном отверстии1.2 (по умолчанию) | бесчисленное скалярное числоЭмпирический коэффициент для расчета падения давления на входном отверстии бака. Этот параметр должен быть больше нуля. Блок имеет один порт, когда этот параметр доступен.
Этот параметр активен, когда для варианта блока задано значение One inlet.
Port A/B/C pressure loss coefficient - Коэффициент для расчета падения давления в порте ABC1.2 (по умолчанию) | бесчисленное скалярное числоЭмпирический коэффициент для расчета падения давления в порту A/ B/ C. Этот параметр должен быть больше нуля.
Этот параметр активен, когда для варианта блока задано значение Two inlets или Three inlets.
Port B/C height above port A - Высота порта B/ C над портом A0.8 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах измерения длиныВысота порта B/ C над портом A. Блок использует этот параметр для расчета различий в повышении портов.
Этот параметр активен, когда для варианта блока задано значение Two inlets или Three inlets.
Acceleration due to gravity - Ускорение свободного падения константа9.80665 m/s ^ 2 (по умолчанию) | скалярное число в единицах ускоренияУскорение свободного падения, константа для середины повышения расположения гидравлической системы. Изменения ускорения свободного падения приняты незначительными по высоте всей системы.
Minimum level of fluid - Минимально низкий уровень жидкости, допустимый во время симуляции1e-3 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах измерения длиныМинимально низкий уровень жидкости, допустимый во время симуляции. Блок запускает предупреждение симуляции, если уровень жидкости падает ниже заданного 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 баке. Выберите Warning будет уведомлен, когда уровень жидкости упадет ниже минимально заданного значения.
Fluid volume - Объем жидкости в баке в начальный момент времени20 L (по умолчанию) | скалярное число в единицах объемаОбъем жидкости в баке в начальный момент времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы направить начальное строение компонента и модели. Начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью, могут быть проигнорированы. Установите значение столбца Priority High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими, низкоприоритетными, переменными.
Fluid level - Высота объема жидкости в начальном моменте времени0.025 m (по умолчанию) | скалярное число в единицах измерения длиныВысота объема жидкости в баке на начальный момент времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы направить начальное строение компонента и модели. Начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью, могут быть проигнорированы. Установите значение столбца Priority High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими, низкоприоритетными, переменными.