Гидравлический аккумулятор с газом как сжимаемый носитель
Аккумуляторы
Этот блок моделирует заряженный газом аккумулятор. Аккумулятор состоит из предзаряженной газовой камеры и жидкой камеры. Жидкая камера соединяется с гидравлической системой. Камеры разделяются перегородкой, поршнем или другим видом диафрагмы.
Когда давление жидкостиво входном отверстии аккумулятора становится больше, чем давление предзарядки, жидкость поступает в аккумулятор и сжимает газ, сохраняя гидравлическую энергию. Уменьшение давления жидкости заставляет газ расширяться и вытесняет жидкость из аккумулятора в систему.
Во время типичных операций давление в газовой камере равно давлению в камере с жидкостью. Однако, если давление во входе аккумулятора опускается ниже давления перед зарядом, газовая камера становится изолированной от системы. В этой ситуации камера с жидкостью пуста, и давление в газовой камере остается постоянным и равным давлению перед зарядом. Давление во входе аккумулятора зависит от гидравлической системы, с которой соединяется аккумулятор. Если давление в аккумуляторе вставило сборки до давления перед зарядом или выше, жидкость вводит аккумулятор снова.
Движение диафрагмы между камерой с жидкостью и газовой камерой ограничивается двумя жесткими упорами, которые ограничивают расширение и сокращение объема жидкости. Объем жидкости ограничивается, когда камера с жидкостью полностью заполнена и когда камера с жидкостью пуста. Жесткие упоры моделируются с конечной жесткостью и затуханием. Это означает, что для объема жидкости возможно стать отрицательным или больше, чем емкость камеры с жидкостью, в зависимости от значений коэффициента жесткости жесткого упора и входного давления аккумулятора.
Схема представляет заряженный газом аккумулятор. Общий объем аккумулятора (V T) разделен на камеру с жидкостью слева и газовую камеру справа вертикальной диафрагмой. Расстояние между левой стороной и диафрагмой задает объем жидкости (V F). Расстояние между правой стороной и диафрагмой задает объем газа (V T – V F). Емкость камеры с жидкостью (V C) меньше общего объема аккумулятора (V T) так, чтобы объем газа никогда не становился нулевым.
Давление, при котором происходит контакт диафрагмы с ограничителем моделируется терминами жесткости и демпфирования. Зависимость давления и объема газа в текущем состоянии и состоянии предварительной зарядки определяется политропным отношением с давлением жидкости, приводящей диафрагму в сбалансированное состояние:
где
| V T | Суммарный объем аккумулятора, включая камеру с жидкостью и газовую камеру |
| V F | Объем жидкости в аккумуляторе |
| V init | Начальный объем жидкости в аккумуляторе |
| V C | Емкость камеры с жидкостью, различие между общим объемом аккумулятора и газовой камерой мертвый объем |
| Мертвый V | Мертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры, которая остается заполненной газом, когда камера с жидкостью полностью заполнена |
| p F | Жидкое давление (прибор) в камере с жидкостью, которая равна давлению во входе аккумулятора |
| PR p | Давление (прибор) в газовой камере, когда камера с жидкостью пуста |
| p A | Атмосферное давление |
| p G | Давление газа (прибор) в газовой камере |
| HS p | Контактное давление жесткого упора |
| K s | Коэффициент жесткости жесткого упора |
| K d | Коэффициент демпфирования жесткого упора |
| k | Отношение удельной теплоемкости (коэффициент адиабаты) |
| q F | Уровень потока жидкости в аккумулятор, который положителен если потоки жидкости в аккумулятор |
Скорость потока жидкости в аккумулятор равна скорости изменения объема камеры с жидкостью:
В t = 0, начальным условием является V F = V init, где V init является значением, вы присваиваете параметру Initial fluid volume.
Процесс в газовой камере принимается политропным.
Загружение на диафрагме, такой как инерция или трение, не рассматривается.
Гидравлическое сопротивление входного отверстия не учитывается.
Сжимаемость жидкости не учитывается.
Суммарный объем аккумулятора включая камеру с жидкостью и газовую камеру. Это - сумма емкости камеры с жидкостью и минимального объема газа. Значением по умолчанию является 8e-3 м^3.
Мертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры, которая остается заполненной газом, когда камера с жидкостью полностью заполнена. Ненулевой объем необходим так, чтобы давление газа не становилось бесконечным, когда камера с жидкостью полностью заполнена. Значением по умолчанию является 4e-5 м^3.
Давление (прибор) в газовой камере, когда камера с жидкостью пуста. Значением по умолчанию является 10e5 Па.
Отношение удельной теплоемкости (коэффициент адиабаты). Для учета теплообмена можно установить его на значение обычно между 1 и 2, в зависимости от свойств газа в газовой камере. Для сухого воздуха в 20°C, это значение 1 для изотермического процесса и 1.4 для адиабатического (и изэнтропического) процесса. Значением по умолчанию является 1.4.
Коэффициент пропорциональности контактного давления жесткого упора относительно объема жидкости, проникшего в жесткий упор. Жесткие упоры используются, чтобы ограничить объем жидкости от нуля до максимальной емкости камеры жидкости. Значением по умолчанию является 1e10 Па/м^3.
Коэффициент пропорциональности контактного давления жесткого упора относительно расхода и объема жидкости, проникшего в жесткий упор. Жесткие упоры используются, чтобы ограничить объем жидкости от нуля до максимальной емкости камеры жидкости. Значением по умолчанию является 1e10 Pa*s/m^6.
Объемный расход через порт аккумулятора в начальный момент времени. Программное обеспечение Simscape™ использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную над другими.
Объем жидкости в аккумуляторе в начальный момент времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную над другими.
Абсолютное давление в аккумуляторе в начальный момент времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную над другими.
Абсолютное давление среды. Значением по умолчанию является 101325 Па.
Блок имеет один гидравлический порт состояния, сопоставленный с входным отверстием аккумулятора.
Скорость потока жидкости положительна если потоки жидкости в аккумулятор.
