Variable-Displacement Pressure-Compensated Pump

Гидравлический насос, поддерживающий заданное давление на выходе путем регулирования производительности потока

Библиотека

Насосы и двигатели

Описание

Блок Variable-Displacement Pressure-Compensated Pump представляет положительный насос с переменным перемещением и компенсацией давления любого типа в качестве модели , основанной на таблице данных. Ключевыми параметрами, необходимыми для параметризации блока, являются максимальный объем насоса, область значений регулирования, объемный и суммарный КПД, номинальное давление и скорость вращения. Все эти параметры обычно представлены в таблицах данных или каталогах.

Следующий рисунок показывает характеристику давления нагнетания насоса.

Насос пытается поддерживать заданное давление на своем выходе, регулируя свой поток подачи в соответствии с требованиями системы. Если перепад давления на насосе меньше, чем установочное давление, насос выводит свою максимальную подачу, скорректированную на внутренние утечки. После достижения настройки давления выходной поток регулируется для поддержания заданного давления путем изменения хода насоса. Перемещение может быть изменено с максимального значения до нуля, в зависимости от требований к потоку системы. Давление, область значений между заданным давлением и максимальным давлением, при котором перемещение равняется нулю, называется регулирующей областью значений. Чем меньше область значений, тем выше точность поддержания заданного давления. Размер области значений также влияет на стабильность насоса, и уменьшение области значений обычно приводит к снижению устойчивости.

Насос переменного объема, с компенсацией давления представлен следующими уравнениями:

$q = D \cdot ω - k_{l e a k} \cdot p$

$T = D \cdot p / η_{m e c h}$

$D = {\begin{array}{l} D_{\max} & для p < = p_{s e t} \\ D_{\max} - K (p - p_{s e t}) & для p_{s e t} < p < p_{\max} \\ 0 & для p > = p_{\max} \end{array}$

$p_{\max} = p_{s e t} + p_{r e g}$

$K = D_{\max} / (p_{\max} - p_{s e t})$

$k_{l e a k} = \frac{k_{H P}}{ν \cdot ρ}$

$k_{H P} = \frac{D_{\max} \cdot ω_{n o m} (1 - η_{V}) \cdot ν_{n o m} \cdot ρ_{n o m}}{p_{n o m}}$

$p = p_{P} - p_{T}$

где

`q`	Производительность насоса
`p`	Перепад давления на насосе
`_pP,pT`	Абсолютные давления на клеммах блоков
`D`	Мгновенное перемещение насоса
`_Dmax`	Максимальный объем насоса
`_pset`	Давление установки насоса
`_pmax`	Максимальное давление, при котором перемещение насоса равно нулю
`T`	Крутящий момент на приводном валу насоса
ω	Скорость вращения насоса
`_kleak`	Коэффициент утечки
`_kHP`	Коэффициент Хагена-Пуазейля
_ηV	Объемный КПД насоса
_ηmech	Механическая эффективность насоса
ν	Кинематическая вязкость жидкости
ρ	Плотность жидкости
_ρnom	Nominal fluid density
`_pnom`	Номинальное давление насоса
_ωnom	Номинальная скорость вращения насоса
_νnom	Номинальная кинематическая вязкость жидкости

Утечка определяется на основе предположения, что она линейно пропорциональна перепаду давления на насосе и может быть вычислена с помощью формулы Хагена-Пуазеля

$p = \frac{128 μ l}{π d^{4}} q_{l e a k} = \frac{μ}{k_{H P}} q_{l e a k}$

где

`_qleak`	Расход утечек
`d, l`	Геометрические параметры пути утечки
μ	Динамическая вязкость жидкости,^.ρ

Утечки при p = _pnom и по данным каталога может быть определено

$q_{l e a k} = D_{\max} \cdot ω_{n o m} (1 - η_{V})$

который предоставляет формулу для определения коэффициента Хагена-Пуазейля

$k_{H P} = \frac{D_{\max} \cdot ω_{n o m} (1 - η_{V}) \cdot ν_{n o m} \cdot ρ_{n o m}}{p_{n o m}}$

Механическая эффективность насоса обычно не доступна в таблицах данных, поэтому он определяется из общей и объемной КПД, принимая, что гидравлическая эффективность незначительно мал

$η_{m e c h} = η_{t o t a l} / η_{V}$

Блок имеет положительное направление от порта T до порта P. Это означает, что насос перекачивает жидкость от T до P при условии, что вал S вращается в положительном направлении. Перепад давления на насосе определяется как $p = p_{P} - p_{T}$ .

Основные допущения и ограничения

Сжимаемостью жидкости пренебрегают.
Никакие загрузки на валу насоса, такие как инерция, трение, пружина и так далее, не рассматриваются.
Утечки внутри насоса приняты линейно пропорциональными его перепаду давления.

Диалоговое окно и параметры

Maximum displacement: Перемещение насоса. Значение по умолчанию 5e-6 м ^ 3/рад.
Setting pressure: Установка давления насоса. Значение по умолчанию 1e7 Па.
Pressure regulation range: Область значений давления, требуемый для изменения перемещения насоса с максимального на нулевой. Значение по умолчанию 6e5 Па.
Volumetric efficiency: Объемный КПД насоса, заданный при номинальном давлении, скорости вращения и вязкости жидкости. Значение по умолчанию 0.85.
Total efficiency: Общий КПД насоса, который определяется как отношение между гидравлической степенью на выходе насоса и механической степенью на ведущем валу при номинальном давлении, скорости вращения и вязкости жидкости. Значение по умолчанию 0.75.
Nominal pressure: Перепад давления на насосе, при котором заданы как объемный, так и суммарный КПД. Значение по умолчанию 1e7 Па.
Nominal angular velocity: Скорость вращения ведущего вала, при которой заданы как объемный, так и суммарный КПД. Значение по умолчанию 188 рад/с.
Nominal kinematic viscosity: Кинематическая вязкость рабочей жидкости, при которой заданы как объемный, так и суммарный КПД. Значение по умолчанию 18 cSt.
Nominal fluid density: Плотность рабочей жидкости, при которой заданы как объемный, так и суммарный КПД. Значение по умолчанию 900 кг/м ^ 3.

Глобальные параметры

Параметр, определяемый типом рабочей жидкости:

Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

T: Гидравлический порт сопоставлен с всасывающим или входным отверстием насоса.
P: Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием насоса.
S: Механический вращательный порт сопоставлен с ведущим валом насоса.

Примеры

Пример привода с обратной связью с компенсированным давлением переменного объема насоса иллюстрирует использование блока Variable-Displacement Pressure-Compensated Pump в гидравлических системах.

Документация

Variable-Displacement Pressure-Compensated Pump

Библиотека

Описание

Основные допущения и ограничения

Диалоговое окно и параметры

Глобальные параметры

Порты

Примеры

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Variable-Displacement Pressure-Compensated Pump

Библиотека

Описание

Основные допущения и ограничения

Диалоговое окно и параметры

Глобальные параметры

Порты

Примеры

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®