Variable-Displacement Pump (IL)
等温流体网络中的变量泵。
类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Turbomachinery.VariableDisplacementPump
图书馆中的路径:
|
说明
块 Variable-Displacement Pump (IL) 模拟排量可变的泵。流体可以从端口 A 流向端口 B(正向模式),也可以从端口 B 流向端口 A(反向模式)。在泵模式下,当压力沿流动方向增加时,系统开始运行。液压马达模式是通过降低流动方向的压力来实现的。
轴的旋转与工作容积的符号相对应,工作容积的符号在端口 D 处作为标量信号接收。端口 D 处的正位移对应于正向模式下的正轴旋转。端口 D 处的负位移对应于轴的负前进角速度。
运行模式如图所示。
设备有八种运行模式。工作模式取决于从端口 A 到端口 B 的压降 、角速度 和工作容积。在上图中,这些模式以图表 的八分之一表示:
-
模式 1,正向泵模式:正向轴角速度导致压力从端口 A 上升至端口 B,流量从端口 A 流入端口 B。
-
模式 2,反向液压马达模式:流量从端口 B 流入端口 A,导致压力从端口 B 降至端口 A,轴角速度为负值。
-
模式 3,反向泵模式: 负轴角速度导致从端口 B 到端口 A 的压力增加,流量从端口 B 到端口 A。
-
模式 4,正向液压马达模式:流量从端口 A 流向端口 B,导致压力从端口 A 减小至端口 B,轴角速度为正。
-
模式 5,反向液压马达模式:流量从*B*口流向*A*口,导致压力从*B*口下降至*A*口,轴角速度为正值。
-
模式 6,正向泵模式: 负轴角速度导致从端口 A 到端口 B 的压力增加,流量从端口 A 到端口 B。
-
模式 7,液压马达正转模式:流量从*A*口流向*B*口,导致从*A*口流向*B*口的压力降低,轴角速度为负值。
-
模式 8,反向泵模式:正轴角速度导致从端口 B 到端口 A 的压力增加,以及从端口 B 到端口 A 的流量增加。
泵装置具有分析参数化、表格参数化和通过输入信号进行参数化的功能。使用表格数据或输入信号进行参数设置时,可选择基于效率或容积损失和机械损失的泵性能特征。
在表格数据和输入信号的参数化变体中,阈值参数如下 Pressure gain threshold for pump-motor transition , Angular velocity threshold for pump-motor transition и Displacement threshold for pump-motor transition 定义了泵模式之间可能发生数值平滑流量转换的区域。选择的过渡区域应为过渡项提供一定的余量,但相对于压力和角速度应足够小,以免影响计算结果。对于排量阈值,请选择小于正常运行时典型排量的阈值。
泄漏和摩擦扭矩的分析参数化
如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 Analytical
,设备将根据轴速、压降、机械效率和容积效率的额定值计算泄漏和摩擦扭矩。泄漏率取决于泵上的压降,计算公式为
其中
-
;
-
- 是液体的平均密度;
-
- 用于计算分析损失的哈根-普瓦耶系数:
其中
-
- 参数值 Nominal displacement ;
-
- 参数值 Nominal shaft angular velocity ;
-
- 参数值 Volumetric efficiency at nominal conditions ;
-
- 参数值 Nominal pressure gain .
-
摩擦扭矩取决于泵上的压降,计算公式为
其中
-
- 参数值 No-load torque ; -
- 额定工作容积下的摩擦力矩-压力系数,根据参数值确定。 Mechanical efficiency at nominal conditions , :其中
是额定条件下的摩擦扭矩: -
- 轴角速度,或 。
表格参数化
在使用表格数据计算泵效率或损失时,可提供一种或多种运行模式的数据。表格数据的符号定义了设备的运行模式。如果提供的数据少于八种运行模式,则设备会计算其他模式的附加数据,将给定数据扩展到剩余的八分位中。
Table data - parameterisation of volumetric and mechanical efficiencies
如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
,设备将使用体积效率和机械效率的表格数据执行参数化。
泄漏流量为
其中
-
; -
; -
- 容积效率,根据用户提供的表格数据推算; -
- 过渡项,表示其中
-
; -
- 参数值 Pressure gain threshold for pump-motor transition ; -
; -
- 参数值 Angular velocity threshold for pump-motor transition .
-
摩擦扭矩等于:
其中
-
; -
; -
- 机械效率,根据用户提供的表格数据推算。
表格数据 - 容积损失和机械损失的参数化。
如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 Tabulated data - volumetric and mechanical losses
,程序块将使用体积和机械损耗的表格数据执行参数化。
泄漏流量为
其中
轴摩擦扭矩等于:
其中
通过输入信号进行参数化
如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 `Input signal - volumetric and mechanical efficiencies`则 EV 和 EM 端口打开。内部泄漏和轴摩擦的计算方法与参数化相同。 `Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies`但
如果参数 Leakage and friction parameterization 设置为 `Input signal - volumetric and mechanical losses`则端口 LV 和 LM 将被打开。这些端口以正标量形式接收泄漏流量和摩擦力矩值。泄漏流量的计算公式为
其中
-
- 是端口 LV 的泄漏体积流量; -
- 参数值 Pressure gain threshold for pump-motor transition .
摩擦扭矩的计算公式为
其中
-
- 是端口 LM 获得的摩擦扭矩; -
- 参数值 Angular velocity threshold for pump-motor transition .
容积效率和机械效率在用户定义的最小和最大设定点之间变化。任何低于或高于此范围的值将分别取最小和最大设定点。
泵运行
泵的流速为
其中
泵的扭矩为
其中
泵轴产生的机械功率为:
泵的液压功率为
如果想知道程序块是否能在所提供的表格数据之外运行,可以设置参数 Check if operating beyond the range of supplied tabulated data 值 `Error`来停止模拟。通过输入信号为容积损失或机械损失设置参数时,可以使用参数 Check if operating beyond pump mode .
还可以监控泵的功能。设置参数 Check if pressures are less than pump minimum pressure 值 `Error`以在出口压力低于最小设定值时停止模拟。
端口
非定向
#
R
—
机械端口
旋转机械
Details
轴的旋转角速度和扭矩。
程序使用名称 |
|
#
C
—
机械端口
旋转机械
Details
物体的角速度和扭矩。
程序使用名称 |
|
#
B
—
等温液体端口
等温液体
Details
泵的流体入口或出口。
程序使用名称 |
|
#
A
—
等温液体端口
等温液体
Details
泵的流体入口或出口。
程序使用名称 |
|
输入
#
D
—
工作容积
尺度
Details
以 m3/rad 为单位通过泵的流体体积(标量)。
数据类型 |
Float64`。 |
复数支持 |
无 |
#
电动车
—
容积效率
尺度
Details
以标量形式指定的容积效率。数值范围必须在 0
到 1
之间。
依赖关系
要使用此端口,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
数据类型 |
|
复数支持 |
无 |
#
EM
—
机械效率
尺度
Details
液压马达的机械效率,以标量形式给出。数值范围必须在 0
至 1
之间。
依赖关系
要使用此端口,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
数据类型 |
|
复数支持 |
无 |
#
LV
—
泄漏体积流量
尺度
Details
以 m3/s 为单位的泵损耗,以标量形式给出。
依赖关系
要使用该端口,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical losses
.
数据类型 |
|
复数支持 |
无 |
#
LM
—
摩擦扭矩
尺度
Details
泵的机械损耗(单位 N-m),以标量形式给出。
依赖关系
要使用此端口,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical losses
.
数据类型 |
|
复数支持 |
无 |
参数
参数
#
Leakage and friction parameterization —
计算泄漏流量和摩擦扭矩的方法
Analytical
| Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
| Tabulated data - volumetric and mechanical losses
| Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
| Input signal - volumetric and mechanical losses
Details
泵泄漏和摩擦特性的参数化。
-
Analytical
- 泄漏流量和摩擦扭矩是通过分析方程计算得出的。 -
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
- 容积效率和机械效率由用户定义的参数计算得出 Pressure gain vector; dp и Shaft angular velocity vector; w и Displacement vector; D 并从相应的三维表格中插值计算得出 Volumetric efficiency table; e_v(dp;w;D) и Mechanical efficiency table; e_m(dp;w;D) . -
表中数据—体积损失和机械损失—泄漏流量和摩擦力矩由用户定义的参数计算得出 Pressure gain vector; dp и Shaft angular velocity vector; w и Displacement vector; D 并从相应的三维表格中插值计算得出 Volumetric loss table; q_loss(dp;w;D) и Mechanical loss table; torque_loss(dp;w;D) .
-
Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
- 体积效率和机械效率分别由 EV 端口和 EM 端口发出信号。 -
Input signal - volumetric and mechanical losses
- 泄漏流量和摩擦扭矩分别由 LV 端口和 LM 端口发出信号。
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
#
Nominal displacement —
名义位移
l/rad
| l/rev
| gal/rad
| gal/rev
| igal/rad
| m^3/deg
| m^3/rad
| m^3/rev
| cm^3/rad
| cm^3/rev
| mm^3/rad
| km^3/rad
| ft^3/rad
| in^3/deg
| in^3/rad
| in^3/rev
| N*m/Pa/rad
| N*m/bar/rad
| lbf*ft/psi/rad
Details
泵在额定工作条件下排出的液体量。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Analytical
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Nominal shaft angular velocity —
轴的名义角速度
rpm
| deg/s
| rad/s
Details
轴在额定工作条件下的角速度。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Analytical
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Nominal pressure gain —
流体入口和出口之间的额定压力增幅
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
在额定工作条件下泵入口和出口之间的压力增加值。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值为 Analytical
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Volumetric efficiency at nominal conditions — 容积效率
Details
在额定条件下,实际流量与理想流量之比。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Analytical
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Mechanical efficiency at nominal conditions — 额定条件下的机械效率
Details
在额定条件下产生的实际扭矩与理想扭矩之比。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Analytical
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
No-load torque —
静止摩擦扭矩
N*m
| mN*m
| lbf*ft
Details
克服密封摩擦的最小扭矩值。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值。 Analytical
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Pressure gain vector; dp —
表格参数化的增压值矢量
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
表格参数化泄漏和扭矩摩擦的压力增加值矢量。矢量元素必须按升序排列。
依赖关系
要使用该参数,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Shaft angular velocity vector; w —
用于表格参数化的角速度值矢量
rpm
| deg/s
| rad/s
Details
用于表格式化泄漏和摩擦力矩参数的角速度值矢量。矢量元素必须按升序排列。
依赖关系
要使用该参数,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Displacement vector; D —
用于表格参数化的工作容积值矢量
l/rad
| l/rev
| gal/rad
| gal/rev
| igal/rad
| m^3/deg
| m^3/rad
| m^3/rev
| cm^3/rad
| cm^3/rev
| mm^3/rad
| km^3/rad
| ft^3/rad
| in^3/deg
| in^3/rad
| in^3/rev
| N*m/Pa/rad
| N*m/bar/rad
| lbf*ft/psi/rad
Details
泄漏和摩擦力矩表格参数化的功量值矢量。矢量元素必须按升序排列。
依赖关系
要使用该参数,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Volumetric efficiency table; e_v(dp;w;D) — 容积效率表
Details
在给定流体压降、轴角速度和工作容积条件下,可将
-
- 参数中的矢量元素数 Pressure gain vector; dp . -
- 参数中的矢量元素数 Shaft angular velocity vector; w . -
- 参数 * 位移矢量 D* 中的矢量元素个数。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Mechanical efficiency table; e_m(dp;w;D) — 机械效率表
Details
在给定流体压降、轴角速度和工作容积条件下的机械效率阵列
-
- 参数中的矢量元素数 Pressure gain vector; dp . -
- 参数中的矢量元素数 Shaft angular velocity vector; w . -
- 参数中的矢量元素个数 Displacement vector; D .
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Pressure gain vector; dp —
表格参数化的增压值矢量
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
表格参数化泄漏和扭矩摩擦的压力增加值矢量。矢量元素必须按升序排列。
依赖关系
要使用该参数,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Shaft angular velocity vector; w —
用于表格参数化的角速度值矢量
rpm
| deg/s
| rad/s
Details
用于表格式化泄漏和摩擦力矩参数的角速度数据矢量。矢量元素必须按升序排列。
依赖关系
要使用该参数,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Displacement vector; D —
用于表格参数化的工作容积值矢量
l/rad
| l/rev
| gal/rad
| gal/rev
| igal/rad
| m^3/deg
| m^3/rad
| m^3/rev
| cm^3/rad
| cm^3/rev
| mm^3/rad
| km^3/rad
| ft^3/rad
| in^3/deg
| in^3/rad
| in^3/rev
| N*m/Pa/rad
| N*m/bar/rad
| lbf*ft/psi/rad
Details
泄漏和摩擦力矩表格参数化的功量值矢量。矢量元素必须按升序排列。
依赖关系
要使用该参数,请设置参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Volumetric loss table; q_loss(dp;w;D) —
体积损失表
m^3/s
| m^3/h
| cm^3/s
| mm^3/s
| ft^3/s
| lpm
| l/s
| gpm
| gal/s
| gal/h
Details
在给定流体压降、轴角速度和工作容积条件下,可将阵列
-
- 参数中的矢量元素数 Pressure gain vector; dp . -
- 参数中的矢量元素数 Shaft angular velocity vector; w . -
- 参数中的矢量元素个数 Displacement vector; D .
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Mechanical loss table; torque_loss(dp;w;D) —
机械损耗表
N*m
| mN*m
| lbf*ft
Details
在给定流体压降、轴角速度和工作容积条件下,机械损耗阵列
-
- 参数中的矢量元素数 Pressure gain vector; dp . -
- 参数中的矢量元素数 Shaft angular velocity vector; w . -
- 参数中的矢量元素个数 Displacement vector; D .
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Minimum volumetric efficiency — 最低容积效率
Details
容积效率的最小值。如果输入信号低于该值,容积效率将设置为最小容积效率值。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Maximum volumetric efficiency — 最大容积效率
Details
容积效率的最大值。如果输入信号超过该值,容积效率将设置为最大容积效率值。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Minimum mechanical efficiency — 最低机械效率
Details
机械效率的最小值。如果输入信号低于该值,机械效率将被设置为最小机械效率值。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
# Maximum mechanical efficiency — 最大机械效率
Details
机械效率的最大值。如果输入信号高于该值,机械效率将被设置为最大机械效率值。
依赖关系
要使用该参数,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
.
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Pressure gain threshold for pump-motor transition —
瞬态运行的阈值压力
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
泵和液压马达运行之间的压力升高阈值。过渡区域定义在 0 MPa 左右,介于阈值压差的正值和负值之间。在该区域内,计算出的泄漏流量和摩擦扭矩将根据过渡项
依赖关系
要使用该参数,请设置 Leakage and friction parameterization 其中一个值:
-
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
; -
Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
; -
Input signal - volumetric and mechanical losses
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Angular velocity threshold for pump-motor transition —
瞬态模式的阈值角速度
rpm
| deg/s
| rad/s
Details
泵和液压马达运行之间的角速度阈值。过渡区域定义在角速度阈值的正值和负值之间的 0 rpm 附近。在该区域内,计算出的泄漏率和摩擦扭矩将根据过渡项
依赖关系
要使用该参数,请设置 Leakage and friction parameterization 其中一个值:
-
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
; -
Input signal - volumetric and mechanical efficiencies
; -
Input signal - volumetric and mechanical losses
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Displacement threshold for pump-motor transition —
瞬态模式的工作容积阈值
l/rad
| l/rev
| gal/rad
| gal/rev
| igal/rad
| m^3/deg
| m^3/rad
| m^3/rev
| cm^3/rad
| cm^3/rev
| mm^3/rad
| km^3/rad
| ft^3/rad
| in^3/deg
| in^3/rad
| in^3/rev
| N*m/Pa/rad
| N*m/bar/rad
| lbf*ft/psi/rad
Details
泵和液压马达运行之间的阈值位移值。过渡区域定义在 0 cm3/s 左右,介于排量阈值的正值和负值之间。在此区域内,计算出的泄漏流量和摩擦扭矩会根据过渡项
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |
#
Check if operating beyond the range of supplied tabulated data —
报告数据超限
None
| Error
Details
选择数值 `Error`以在程序块使用的数值超出所提供的数据范围时停止模拟。
依赖关系
要使用此参数,请将参数设置为 Leakage and friction parameterization 中的一个值:
-
Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies
; -
Tabulated data - volumetric and mechanical losses
.
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
#
Check if operating beyond pump mode —
关于机组在泵模式之外运行的信息
None
| Error
Details
选择 `Error`可在设备以液压马达正转或反转模式运行时停止模拟。
依赖关系
要使用该选项,请将参数 Leakage and friction parameterization 值 Input signal - volumetric and mechanical losses
.
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
#
Check if pressures are less than pump minimum pressure —
泵出口处出现低流体压力信息
None
| Error
Details
选择 `Error`以在出口压力降至最低设定点以下时停止模拟。
当流体压力降至流体蒸汽压力以下时,该选项有助于识别潜在的气蚀条件。
值 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
无 |
#
Pump minimum pressure —
泵出口允许压力的下限
Pa
| GPa
| MPa
| atm
| bar
| kPa
| ksi
| psi
| uPa
| kbar
Details
泵入口或出口的允许压力下限。
依赖关系
要使用此参数,请将 Check if pressures are less than pump minimum pressure 值 Error
.
计量单位 |
|
默认值 |
|
程序使用名称 |
|
可计算 |
是 |