Variable-Displacement Pump (TL)

导热液网中工作容积可变的泵。

类型: EngeeFluids.ThermalLiquid.Turbomachinery.VariableDisplacementPump

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Pumps & Motors/Variable-Displacement Pump (TL)

资料描述

座 Variable-Displacement Pump (TL) 它是一种从机械网络接收能量并将其传输到导热液体网络的装置。泵流体的工作体积可以在模拟期间变化，并且作为标量信号发送到端口*D*。

端口*A*和*B*表示泵的入口和出口端口。端口*R*和*C*表示驱动轴和泵壳。液体流可以从端口*A*引导到端口*B*（正向模式）或从端口*B*引导到端口*A*（反向模式）。泵模式下的操作发生在流动方向上的压力增加时。流方向上的压力下降时发生液压马达的操作模式。

操作模式如图所示。

variable displacement pump il 1

单位有八个操作模式。操作模式取决于从端口*A*到端口*B的压降* ，角速度和工作体积。在上图中，这些模式显示为该图的八进制。 :

模式1，直接泵模式：轴的正角速度导致压力从端口*A*上升到端口*B*并从端口*A*流到端口*B*。
模式2，反向液压马达模式：从端口*B*到端口*A*的流量导致从端口*B*到端口*A*的压力降低和轴的负角速度。
模式3，反向泵模式：轴的负角速度导致压力从端口*B*上升到端口*A*并从端口*B*流到端口*A*。
模式4，直接液压马达模式：从端口*A*到端口*B*的流量导致从端口*A*到端口*B*的压力降低和轴的正角速度。
模式5，反向液压马达模式：从端口*B*到端口*A*的流量导致从端口*B*到端口*A*的压力降低和轴的正角速度。
模式6，直接泵模式：轴的负角速度导致压力从端口*A*上升到端口*B*并从端口*A*流到端口*B*。
模式7，直接液压马达模式：从端口*A*到端口*B*的流量导致从端口*A*到端口*B*的压力降低和轴的负角速度。
模式8，反向泵模式：轴的正角速度导致压力从端口*B*上升到端口*A*并从端口*B*流到端口*A*。

与系统的时间常数相比，泵的时间常数被认为是微不足道的。假设泵几乎瞬间达到稳定状态，并被认为是准静止部件。

节约能源

泵所做的机械功与能量的交换有关. 能量守恒方程具有形式:

哪里

和 -分别在港口*A*和*B*的能量流动;
-泵的液压动力。它是泵口之间压力差的函数: .

泵的机械功率由扭矩决定和角速度 :

流量和扭矩

泵的质量流量为:

哪里

-实际消费量;
-理想的质量流量;
-内部泄漏的质量消耗。

泵的扭矩为:

哪里

-实际扭矩;
-完美扭矩;
-摩擦的时刻。

理想流量和理想扭矩计算为

哪里

-导热液体端口*A*和*B的液体密度的平均值*;
-作为标量提供给端口*S的工作体积*;
-轴的角旋转速度;
-从入口到出口的压力增加。

泄漏和摩擦力矩的分析参数化

如果为参数 Leakage and friction parameterization 值设置 Analytical，则泄漏率为:

和摩擦力矩计算为:

哪里

-层流的Hagen-Poiseuille系数。单位从指定的标称参数计算此系数;
-端口内导热液体的平均动态粘度;
-港口液体平均密度;
-摩擦力矩对标称工作体积压力的依赖系数，由参数值决定 Mechanical efficiency at nominal conditions , :

哪里 -名义条件下的摩擦力矩:
-block参数的值 Nominal displacement ;
-参数值 No-load torque ;
-参数值 Nominal shaft angular velocity . 这是设定标称容积效率的角速度。;
-参数值 Nominal pressure gain . 该值表示设定标称容积效率时的压降。

单元根据液体和组分的标称参数确定Hagen-Poiseuille系数。

哪里

-参数值 Nominal dynamic viscosity . 该值表示设定标称容积效率时的动态粘度。;
-标称条件下的容积效率，参数的值 Volumetric efficiency at nominal conditions . 这是对应于指定标称条件的容积效率。

参数化的表格数据

当使用用于液压马达的效率或损耗的表格数据时，可以提供用于一个或多个操作模式的数据。表格数据的标志确定块的操作模式。如果提供的数据少于四个操作模式，则该块计算另一个模式的附加数据，将指定的数据扩展到剩余的象限。

表数据-体积和机械效率的参数化_

如果为参数 Leakage and friction parameterization 值设置 Tabulated data - volumetric and mechanical efficiencies，然后该块基于表格数据执行参数化，用于体积和机械效率。

漏率为:

摩擦的瞬间是:

哪里

-液压马达到泵的过渡过程的数值平滑参数;
-泵模式下的泄漏率;
-液压马达模式下的泄漏率;
-泵模式下的摩擦力矩;
-液压马达模式下的摩擦力矩。

平滑参数由双曲函数定义

哪里

-参数值 Pressure gain threshold for pump-motor transition ;
-参数值 Angular velocity threshold for pump-motor transition ;
-参数值 Displacement threshold for pump-motor transition .

体积流量是根据容积效率计算的，该值以表格形式在使用block参数 Volumetric efficiency table, e_v(dp,w,D) .

在泵模式下操作时，泄漏率为:

哪里 -通过表格数据的插值或外推获得的容积效率。

同样，在液压马达模式下操作时，泄漏率为:

摩擦力矩的计算方式与机械效率相似，该值以表格形式设置在使用block参数 Mechanical efficiency table, e_m(dp,w,D) .

在泵模式下工作时，摩擦力矩为:

哪里 -通过表格数据的插值或外推获得的机械效率。

同样，在液压马达模式下操作时，摩擦力矩为:

表数据-体积和机械损耗参数化_

如果为参数 Leakage and friction parameterization 值设置 Tabulated data - volumetric and mechanical losses，则泄漏的体积流量直接以表格形式设置在该区域 :

从体积流量计算泄漏的质量流量:

摩擦力矩为:

哪里和 -通过参数中指定的表格数据的插值或外推获得的体积和机械损失 Volumetric loss table, q_loss(dp,w,D) 和 Mechanical loss table, torque_loss(dp,w,D) .

通过输入信号进行参数化

如果为参数 Leakage and friction parameterization 值设置 Input signal - volumetric and mechanical efficiencies，然后启用端口*EV*和*EM*。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，除了效率值为和它们分别直接传送到*EV*和*EM*端口。

效率是一个正值，值在`0`和'1’之间。在这些边界之外的输入信号的值被设置为等于最近的边界（小于`0`的输入为`0`，大于`1`的输入为`1`）。容积效率和机械效率在用户定义的最小值和最大值之间变化。任何低于或高于此范围的值将分别取最小值和最大值。

如果为参数 Leakage and friction parameterization 值设置 Input signal - volumetric and mechanical losses，然后启用端口*LV*和*LM*。这些端口以正标量的形式接收泄漏电流和摩擦力矩的值。

预计输入值为正值。单位根据在模拟期间设置的操作条件自动地设置标志，即从象限。，其中组件正在运行。

假设和限制

泵被视为准静止部件。
流体惯性和高度差的影响被忽略。
液压马达的壁被认为是刚性的。
外部泄漏被忽略。

港口

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

rod_flange

# C — 机械端口
旋转机械

Details

人体的旋转角速度和扭矩。

程序使用名称

case_flange

# B — 导热流体端口
导热流体

Details

泵的流体入口或出口。

程序使用名称

port_b

# A — 导热液体端口
导热流体

Details

泵的流体入口或出口。

程序使用名称

port_a

输入

# D — 流入或流出的液体体积
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	`Float64`.
复数支持	无

# EM — 机械效率
尺度

Details

泵的机械效率，以标量形式给出。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	`Float64`.
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	`Float64`.
复数支持	无

# LM — 摩擦力矩
尺度

Details

泵的机械损耗，单位 N-m，以标量形式表示。

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	Float64
复数支持	无

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 和 Shaft angular velocity vector, w 并从相应的二维表格中插值计算得出 Volumetric efficiency table, e_v(dp,w,D) 和 机械效率表，e_m(dp,w)。
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 和 Shaft angular velocity vector, w 并从相应的二维表格中插值计算得出 Volumetric loss table, q_loss(dp,w,D) 和 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作为信号输入 EV 和 EM 端口。
输入信号 - 容积损失和机械损失" - 泄漏流量和摩擦扭矩分别作为信号输入到 LV 和 LM 端口。

值	`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`
默认值	`Analytical`
程序使用名称	`leakage_and_friction_parameterization`
可计算	无

Details

旋转轴在额定工作条件下的流体排量。

依赖关系