Local Restriction (IL)

Ограничение площади потока в изотермической гидравлической сети

Библиотека:
Simscape/Библиотека фундаментов/Изотермическая жидкость/Элементы

Описание

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

Порты A и B представляют входное и выходное отверстия ограничения. Физический сигнал входа в порте AR задает область ограничения. Кроме того, можно задать фиксированную область ограничения как параметры блоков.

Значок блока изменяется в зависимости от значения параметра Restriction type.

Тип ограничения Значок блока

Тип ограничения	Значок блока
`Variable`
`Fixed`

Variable

Fixed

Ограничение адиабатическое. Он не обменивается теплом с окружением.

Ограничение состоит из сокращения, за которым следует внезапное расширение площади потока. Жидкость ускоряется во время сужения, вызывая падение давления. В зоне расширения, если параметру Pressure recovery задано значение offимпульс ускоренной жидкости падает. Если для параметра Pressure recovery задано значение onвнезапное расширение восстанавливает часть импульса и позволяет давлению немного подняться после ограничения.

Схема локального ограничения

Блочные уравнения выражают массовый расход жидкости с точки зрения различия давления между портами A и B:

$\begin{array}{l} {\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0 \\ {\dot{m}}_{A} = C_{d} S_{R} \frac{Δ p}{{(Δ p^{2} + Δ p_{c r}^{2})}^{1 / 4}} \sqrt{\frac{2 \bar{ρ}}{P R_{l o s s} (1 - {(\frac{S_{R}}{S})}^{2})}} \\ Δ p = p_{A} - p_{B} \\ Δ p_{c r} = \frac{π}{4} \cdot \frac{\bar{ρ}}{2 S_{R}} {(\frac{{Re}_{c r} ν_{a t m}}{C_{d}})}^{2} \end{array}$

$\bar{ρ} = \frac{ρ_{A} + ρ_{B}}{2}$

где:

Δp - перепад давления.
p A и _p B являются давлениями в портах A и B, соответственно.
S R является площадью поперечного сечения при ограничении .
S - площадь поперечного сечения в портах A и B.
Δp _cr является критическим перепадом давления для перехода между режимами ламинарного и турбулентного течения.
Re _cr является критическим числом Рейнольдса.
ν _atm - жидкая кинематическая вязкость при атмосферном давлении, которая является глобальным параметром, заданным блоком Isothermal Liquid Properties (IL), соединенным с контуром.
C d - коэффициент расхода.
$\bar{ρ}$ - средняя плотность жидкой смеси.
ρ A и _ρ B являются значениями плотности смеси жидкостей в портах A и B соответственно. Уравнения, используемые для вычисления плотности смеси жидкостей, зависят от выбранной модели изотермической жидкости. Для получения дополнительной информации см. Опции изотермического моделирования жидкости.
PR _потерь - это коэффициент падения давления.

Коэффициент падения давления, PR _потерь, зависит от значения Pressure recovery параметра :

Если восстановление давления отключено, то
$P R_{loss} = 1.$
Если восстановление давления включено, то
$P R_{loss} = \frac{\sqrt{1 - {(\frac{S_{R}}{S})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} - C_{d} \frac{S_{R}}{S}}{\sqrt{1 - {(\frac{S_{R}}{S})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} + C_{d} \frac{S_{R}}{S}} .$

Площадь поперечного сечения ограничения, S R, зависит от Restriction type значения параметров :

Для переменных ограничений,
$S_{R} = {\begin{array}{l} S_{\min}, & A R \leq S_{\min} \\ S_{\max}, & A R \geq S_{\max} \\ A R, & S_{\min} < A R < S_{\max} \end{array},$
где AR - значение входного физического сигнала, и S _min и _{S max} - значения параметров Minimum restriction area и Maximum restriction area блоков, соответственно.
Для фиксированных ограничений S R является значением параметра Restriction area .

По умолчанию блок принимает, что площадь поперечного сечения в портах ограничения намного больше, чем площадь ограничения, устанавливая значение параметров Cross-sectional area at ports A and B равным inf и все S R/ S членов в уравнениях, которые будут 0, для улучшения эффективности расчета. Задайте фактическое значение для параметра Cross-sectional area at ports A and B, если две площади поперечного сечения сопоставимы по размеру, и их отношение влияет на расчеты потока.

Порты

Вход

расширить все

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

Входной физический сигнал, который управляет областью ограничения потока. Сигнал насыщается, когда его значение выходит за пределы минимальной и максимальной области ограничения, заданные параметрами блоков.

Зависимости

Этот порт видим, только если вы задаете значение параметра Restriction type Variable.

Сохранение

расширить все

`A` - Вход или выход
изотермическая жидкость

Порт изотермической жидкости сопоставлен с входным или выходным отверстием локального ограничения. Этот блок не имеет внутренней направленности.

`B` - Вход или выход
изотермическая жидкость

Параметры

расширить все

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

Выберите, может ли область ограничения измениться во время симуляции:

Variable - Входной физический сигнал в порте AR задает область ограничения, которая может изменяться во время симуляции. Параметры Minimum restriction area и Maximum restriction area задают нижнюю и верхнюю границы для области ограничения.
Fixed - Область ограничения, заданная значением параметра Restriction area блока, остается постоянной во время симуляции. Порт AR скрыт.

`Minimum restriction area` - Нижняя граница площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Нижняя граница площади поперечного сечения ограничения. Можно использовать этот параметр, чтобы представлять площадь утечек. Входной сигнал AR достигает этого значения, чтобы предотвратить дальнейшее уменьшение области ограничения.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Restriction type задано значение Variable.

`Maximum restriction area` - Верхняя граница площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Верхняя граница площади поперечного сечения ограничения. Входной сигнал AR достигает этого значения, чтобы предотвратить дальнейшее увеличение области ограничения.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Restriction type задано значение Variable.

`Restriction area` - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь, нормальная к пути потока при ограничении.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Restriction type задано значение Fixed.

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах
`inf m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь, нормальная к пути потока в портах A и B. Эта область принята одинаковой для двух портов. The inf значение принимает, что площадь поперечного сечения в портах намного больше, чем площадь ограничения, и поэтому все S R/ S членов в блок уравнениях незначительно малы.

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

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

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

Число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами.

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

Укажите, учитывается ли восстановление давления на выходе локального ограничения.

Примеры моделей

Hydraulic Actuator with Analog Position Controller

Гидравлический Привод с контроллером аналогового положения

Как библиотека Foundation может использоваться для моделирования систем, которые охватывают электрические, механические и изотермические жидкие области. В модели гидравлическая система, реализованная в области изотермической жидкости, управляет положением механической нагрузки в ответ на ссылку напряжения. Если ссылка равна нулю, то ход гидропривода (и нагрузки) равен нулю, а если ссылка + 5 В, то ход равен 100 мм.

Эффекты увлеченного воздуха

Эффекты увлеченного воздуха в пользовательском цилиндре двойного действия. Во время повторяющегося цикла колебательного давления абсолютное давление не становится ниже нуля, так как модуль объемной упругости однородной смеси жидкость-газ уменьшается соответственно при низких давлениях.

Документация

Local Restriction (IL)

Описание

Порты

Вход

`AR` - Сигнал управления площадью 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 измениться во время симуляции
`Variable` (по умолчанию) | `Fixed`

`Minimum restriction area` - Нижняя граница площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Maximum restriction area` - Верхняя граница площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Restriction area` - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах
`inf m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

Примеры моделей

Гидравлический Привод с контроллером аналогового положения

Эффекты увлеченного воздуха

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Local Restriction (IL)

Описание

Порты

Вход

AR - Сигнал управления площадью 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 измениться во время симуляции Variable (по умолчанию) | Fixed

Minimum restriction area - Нижняя граница площади поперечного сечения ограничения 1e-10 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Maximum restriction area - Верхняя граница площади поперечного сечения ограничения 0.005 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Restriction area - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении 1e-3 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Cross-sectional area at ports A and B - Площадь, нормальная к пути потока в портах inf m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Discharge coefficient - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение 0.64 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Critical Reynolds number - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами 150 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Примеры моделей

Гидравлический Привод с контроллером аналогового положения

Эффекты увлеченного воздуха

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

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

`A` - Вход или выход
изотермическая жидкость

`B` - Вход или выход
изотермическая жидкость

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

`Minimum restriction area` - Нижняя граница площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum restriction area` - Верхняя граница площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Restriction area` - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах
`inf m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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