Rotational Mechanical Converter (IL)

Интерфейс между изотермической жидкостью и механическими вращательными сетями

  • Библиотека:
  • Simscape/Библиотека фундаментов/Изотермическая жидкость/Элементы

  • Rotational Mechanical Converter (IL) block

Описание

Блок Rotational Mechanical Converter (IL) моделирует границу между изотермической гидравлической сетью и механической вращательной сетью. Блок преобразует изотермическое давление жидкости в механический крутящий момент и наоборот. Он может использоваться в качестве базового блока для приводов вращения.

Конвертер содержит переменный объем жидкости. Если для Model dynamic compressibility задано значение Onзатем давление развивается на основе динамической сжимаемости объема жидкости. Параметр Mechanical orientation позволяет вам задать, результаты ли увеличение объема жидкости в положительном или отрицательном повороте порта R относительны C порта.

Порт A является портом изотермической жидкости, сопоставленным с входным отверстием конвертера. Порты R и C являются портами механического вращений, сопоставленными с движущимся интерфейсом и корпусом конвертера, соответственно.

Баланс массы

Уравнения сохранения массы в объеме механического преобразователя

m˙A={ερIDω,еслижидкостьдинамичныйсжимаемостьявляетсяпрочьερIDω+1βIdpIdtρIV,еслижидкостьдинамичныйсжимаемостьявляетсянаω=dθdtV=Vdead+εDθ

где:

  • m˙A - массовый расход жидкости в конвертер через порт A.

  • ε - механическая ориентация конвертера (1 если увеличение давления жидкости вызывает положительное вращение R относительно C, -1 если увеличение давления жидкости вызывает отрицательное вращение R относительно C).

  • ρ I - плотность жидкости в конвертере.

  • β I является модулем объемной упругости жидкости внутри конвертера.

  • D - объем конвертера, то есть объем жидкости, необходимый для поворота вала на угол модуля.

  • ω - скорость вращения интерфейса конвертера.

  • θ - поворот интерфейса конвертера.

  • V - объем жидкости внутри конвертера.

  • V мертвый - это мертвый объем, то есть объем жидкости, когда вращение границы раздела 0.

  • p я давление внутри конвертера.

Если вы соединяете конвертер с соединением Multibody, используйте входной порт физического сигнала q, чтобы задать поворот R порта относительно C порта. В противном случае блок вычисляет вращение интерфейса из относительных скоростей вращения порта, согласно уравнениям выше. Поворот интерфейса равен нулю, когда объем жидкости равен мертвому объему. Затем, в зависимости от Mechanical orientation значения параметров:

  • Если Pressure at A causes positive rotation of R relative to Cвращение поверхности раздела увеличивается, когда объем жидкости увеличивается из мертвого объема.

  • Если Pressure at A causes negative rotation of R relative to Cвращение раздела уменьшается, когда объем жидкости увеличивается из мертвого объема.

Уравнения, используемые для вычисления плотности смеси жидкостей и модуля объемной упругости, зависят от выбранной модели изотермической жидкости. Для получения дополнительной информации см. Опции изотермического моделирования жидкости.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме механического преобразователя

τ=ε(penvp)D,

где:

  • τ - крутящий момент, который жидкость оказывает на интерфейс конвертера.

  • p env - давление окружения вне конвертера.

Допущения и ограничения

  • Стенки конвертера идеально жесткие.

  • Конвертер не содержит механических жёстких упоров. Чтобы включить жёсткие упоры, используйте блок Rotational Hard Stop.

  • Сопротивление потока между входным и внутренним отверстиями конвертера незначительно.

  • Кинетическая энергия жидкости в конвертере незначительна.

Порты

Вход

расширить все

Входной физический сигнал, который передает информацию о положении от Simscape™ Multibody™ соединения. Подключите этот порт к порту q измерения положения соединения. Для получения дополнительной информации смотрите Соединение Simscape-сетей к Simscape Multibody Joints.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Interface rotation равным Provide input signal from Multibody joint.

Сохранение

расширить все

Порт для изотермической жидкости сопоставлен с входным отверстием конвертера.

Механический вращательный порт сопоставлен с движущимся интерфейсом.

Порт Механического привода вращения сопоставлен с корпусом конвертера.

Параметры

расширить все

Выберите выравнивание подвижной поверхности раздела относительно давления жидкости:

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

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

Выберите метод для определения поворота R порта относительно C порта:

  • Calculate from angular velocity of port R relative to port C - Вычислите вращение из относительных скоростей вращения порта, основываясь на уравнениях баланса массы. Это метод по умолчанию.

  • Provide input signal from Multibody joint - Включите вход физического сигнала q, чтобы передать информацию о вращении от шарнира Multibody. Используйте этот метод только, когда вы соединяете конвертер с соединением Multibody при помощи блока Rotational Multibody Interface. Для получения дополнительной информации см. раздел «Как передать информацию о положении».

Вращательное смещение порта R относительно порта C в начале симуляции. Значение 0 соответствует исходному объему жидкости, равному Dead volume.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Interface rotation задано значение Calculate from angular velocity of port R relative to port C.

  • Если Mechanical orientation Pressure at A causes positive rotation of R relative to C, значение параметров должно быть больше или равно 0.

  • Если Mechanical orientation Pressure at A causes negative rotation of R relative to C, значение параметров должно быть меньше или равно 0.

Объем перемещаемой жидкости на модуль вращения подвижной границы.

Объем жидкости, когда вращение границы раздела 0.

Площадь поперечного сечения входного отверстия конвертера в направлении, перпендикулярном пути потока.

Выберите метод спецификации давления вне конвертера:

  • Atmospheric pressure - Используйте атмосферное давление, заданное блоком Thermal Liquid Settings (TL) или Thermal Liquid Properties (TL), соединенным с цепью.

  • Specified pressure - Задайте значение при помощи параметра Environment pressure.

Давление вне конвертера, действующее против давления объема жидкости конвертера. Значение 0 указывает, что конвертер расширяется в вакуум.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Environment pressure specification задано значение Specified pressure.

Выберите, следует ли учитывать динамическую сжимаемость жидкости. Динамическая сжимаемость придает плотности жидкости зависимость от давления и температуры, влияя на переходный процесс системы в быстропротекающих ситуациях.

Давление жидкости в конвертере в начале симуляции.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Fluid dynamic compressibility задано значение On.

Расширенные возможности

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

.
Введенный в R2020a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте