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固定排量泵（IL）

等温流体网络中的恒排量泵。

blockType: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Turbomachinery.FixedDisplacementPump

fixed displacement pump il

图书馆路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Pumps & Motors/Fixed-Displacement Pump (IL)

说明

定量泵 (IL)* 单元模拟定量泵。流体可以从端口 A 流向端口 B（正向模式）或从端口 B 流向端口 A（反向模式）。当压力沿流动方向增加时，泵模式开始运行。当压力沿流动方向下降时，液压马达工作。

fixed displacement pump il 1

该装置有四种运行模式。运行模式取决于从端口 A 到端口 B 的压降 和角速度 ：

  • 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。

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。

泵-电机转换的压力增益阈值 和泵-电机转换的角速度阈值 这两个阈值参数定义了泵模式之间可以发生数值平滑流量转换的区域。选择一个过渡区域，该区域应为过渡项提供一定的余量，但与压力和角速度有关的余量应足够小，以免影响计算结果。

泄漏和摩擦扭矩的分析参数化

如果将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "分析"，设备将根据轴速、压力增益、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

    • - 是 位移 参数的值；

    • - 是 名义轴角速度 参数的值；

    • - 参数值 额定条件下的容积效率；

    • - 参数值 额定压力增益。

摩擦扭矩与泵的压降有关，计算公式如下：

其中

  • - 是*空载扭矩*参数的值；

  • - 名义工作容积下摩擦力矩与压力的关系系数，由 * 名义条件下的机械效率 * 参数值决定， ：

    其中 为额定条件下的摩擦扭矩：

  • - 轴角速度，或 。

参数化表格数据

使用泵效率或损耗的表格数据时，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四种运行模式，则设备会通过将给定数据扩展到其余象限来计算其他模式的附加数据。

*表格数据 - 容积效率和机械效率的参数化。

如果 泄漏和摩擦参数化 设置为 "表格数据 - 容积效率和机械效率"，程序块将使用表格数据对容积效率和机械效率进行参数化。

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

    • ;

    • - 是参数 *泵-电机转换的压力增益阈值 * 的值；

    • ;

    • - 参数值 泵-电机转换的角速度阈值。

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 泄漏和摩擦参数化 设置为 "表格数据 - 容积损失和机械损失"，设备将使用表格数据对容积损失和机械损失进行参数化。

泄漏流量为

其中 是根据 * 体积损失表参数 q_loss(dp,w)* 进行的插值。

轴摩擦扭矩等于

其中 是根据用户提供的压降和轴角速度数据对*机械损耗表参数 Torque_loss(dp,w)*进行的插值。

通过输入信号进行参数化

当 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积效率和机械效率 "时，EV 和 EM 端口将启用。内部泄漏和轴摩擦的计算方法与 "制表数据 - 容积效率和机械效率 "参数化相同，只是 和 的值分别直接输入到 EV 和 EM 端口。

如果 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积损失和机械损失"，则 LV 和 LM 端口将启用。这些端口接收正标量的泄漏流量和摩擦力矩值。泄漏流量的计算公式为

其中

  • - 是在 LV 端口获得的泄漏体积流量；

  • - 是*泵-电机转换*的压力增益阈值。

摩擦扭矩的计算公式为

其中

  • - 是 LM 端口获得的摩擦扭矩；

  • - 是参数*泵-电机转换的角速度阈值*的值。

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都将分别取最小和最大设定值。

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

如果您想知道设备是否超出提供的表格数据范围运行，可以将 检查是否超出提供的表格数据范围 设为 "错误"，以便在这种情况下停止模拟。通过输入信号对容积损失或机械损失进行参数设置时，如果模拟超出了电机运行模式的范围，可以使用参数 检查是否超出电机运行模式 来通知您。

还可以监控泵的功能。将 检查压力是否小于泵的最小压力 设为 "错误"，以便在输出压力小于最小设定点时停止模拟。

端口

非定向

# 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

port_a

# 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

port_b

# 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

物体的角速度和扭矩。

程序使用名称

case_flange

输入

# 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，请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积效率和机械效率"。

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，请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积效率和机械效率"。

数据类型

Float64"。
复数支持

无

# LV — 泄漏体积流量
尺度

Details

泵的容积损失，单位 m3/s，以标量形式给出。

依赖关系

要使用此端口，请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积损失和机械损失"。

数据类型

Float64"。
复数支持

无

# LM — 摩擦扭矩
尺度

Details

泵的机械损耗（单位 N-m），以标量形式表示。

依赖关系

要使用此端口，请将 泄漏和摩擦参数化 设置为 "输入信号 - 容积损失和机械损失"。

数据类型

Float64"。
复数支持

无

参数

参数

# 泄漏和摩擦参数化 — 计算泄漏率和摩擦力矩的方法
分析 | 制表数据 - 容积效率和机械效率 | 表格数据 - 体积损失和机械损失 | 输入信号 - 容积效率和机械效率 | 输入信号 - 体积损失和机械损失

Details

液压马达的泄漏和摩擦的特性的参数化。

  • 分析性的 -使用解析方程计算泄漏率和摩擦力矩。

  • 表格数据-体积和机械效率 -使用用户定义的参数计算体积和机械效率* 压力增益矢量，dp*和* 轴角速度矢量，w*并基于相应的二维表* 体积效率表，e_v（dp，w）和 机械效率表，e_m（dp，w）*进行插值。

  • 表格数据-体积损失和机械损失 -泄漏流量和摩擦力矩使用用户定义的参数计算* 压力增益矢量，dp*和* 轴角速度矢量，w*并基于相应的二维表* 体积损耗表，q_loss(dp，w)和 机械损耗表，torque_loss(dp，w)*进行插

  • 输入信号-体积和机械效率 -体积和机械效率分别作为信号传输到*EV*和*EM*端口。

  • 输入信号-体积损耗和机械损耗 -泄漏流量和摩擦力矩分别作为信号发送到端口*LV*和*LM*。

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_pump
可计算

无

# 位移 — 工作体积
m^3/rad | mm^3/rad | cm^3/rad | km^3/rad | m^3/deg | cm^3/rev | m^3/rev | l/rad | l/rev | in^3/rad | ft^3/rad | gal/rad | igal/rad | in^3/deg | in^3/rev | gal/rev

Details

在标称或典型操作条件下由旋转轴位移的液体量。

计量单位

m^3/rad | mm^3/rad | cm^3/rad | km^3/rad | m^3/deg | cm^3/rev | m^3/rev | l/rad | l/rev | in^3/rad | ft^3/rad | gal/rad | igal/rad | in^3/deg | in^3/rev | gal/rev
默认值

30.0 cm^3/rev
程序使用名称

displacement
可计算

是

# 名义轴角速度 — 轴的标称角速度
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps

Details

轴在标称工况下的角速度。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.

计量单位

rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
默认值

1800.0 rpm
程序使用名称

w_nominal
可计算

是

# 标称压力增益 — 液体入口和出口之间的公称压力增加
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

在标称操作条件下增加泵入口和出口之间的压力。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.

计量单位

Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
默认值

10.0 MPa
程序使用名称

p_nominal
可计算

是

# 额定条件下的容积效率 — 容积效率

Details

标称条件下的实际流量与理想流量之比。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.

默认值

0.92
程序使用名称

nominal_volumetric_efficiency
可计算

是

# 额定条件下的机械效率 — 标称条件下的机械效率

Details

额定条件下产生的实际转矩与理想转矩之比。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.

默认值

0.88
程序使用名称

nominal_mechanical_efficiency
可计算

是

# 空载扭矩 — 静止时的摩擦瞬间
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft

Details

克服密封摩擦的最小扭矩值。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 分析性的.

计量单位

N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft
默认值

0.0 N*m
程序使用名称

no_load_torque
可计算

是

# 压力增益矢量； dp — 表格参数化的压力增加值向量
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

压力增加值的向量，用于泄漏和扭矩摩擦的表格参数化。 向量的元素必须按升序列出。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积和机械效率 或 表格数据-体积损耗和机械损耗.

计量单位

Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
默认值

[0.1, 1.0, 2.0] MPa
程序使用名称

delta_p_vector_efficiency, delta_p_vector_loss
可计算

是

# 轴角速度矢量；w — 用于表格参数化的角速度值向量
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps

Details

泄漏和摩擦力矩的表格参数化的角速度数据向量。 向量的元素必须按升序列出。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积和机械效率 或 表格数据-体积损耗和机械损耗.

计量单位

rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
默认值

[250.0, 500.0, 1000.0, 2000.0, 3000.0, 4000.0] rpm
程序使用名称

w_vector_efficiency, w_vector_loss
可计算

是

# 容积效率表; e_v(dp;w) — 容积效率表

Details

矩阵 上 容积效率随着流体压力和轴的角速度的给定增加。 块在表元素之间使用线性插值。

价值 和 -这些是相应向量的大小:

  • -压力增益向量*压力增益向量中的元素个数，dp*。

  • -角速度矢量*轴角速度矢量中的元素个数，w*。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积和机械效率.

默认值

[0.816 0.908 0.954 0.977 0.981 0.984; 0.325 0.663 0.831 0.916 0.925 0.946; 0.137 0.568 0.78 0.892 0.893 0.910]
程序使用名称

volumetric_efficiency_matrix
可计算

是

# 机械效率表；e_m(dp;w) — 机械效率表

Details

矩阵 上 轴的流体压力和角速度的给定增加下的机械效率。 块在表元素之间使用线性插值。 价值 和 -这些是相应向量的大小:

  • -压力增益向量*压力增益向量中的元素个数，dp*。

  • -角速度矢量*轴角速度矢量中的元素个数，w*。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积和机械效率.

默认值

[0.996 0.996 0.996 0.996 0.996 0.996; 0.988 0.989 0.989 0.989 0.989 0.990; 0.981 0.981 0.982 0.982 0.983 0.984]
程序使用名称

mechanical_efficiency_matrix
可计算

是

# 体积损失表；q_loss(dp;w) — 表格参数化的体积损失
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s

Details

矩阵 上 在流体压力和轴的角速度的给定增加下的体积损失。 块在表元素之间使用线性插值。

价值 和 -这些是相应向量的大小:

  • -压力增益向量*压力增益向量中的元素个数，dp*。

  • -轴角速度矢量参数中矢量元素的个数，w。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积损耗和机械损耗.

计量单位

m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s
默认值

1e-3*[0.0230 0.0230 0.0230 0.0230 0.0285 0.0320; 0.0844 0.0842 0.0845 0.0840 0.1125 0.1080; 0.1079 0.1080 0.1100 0.1080 0.1605 0.1800] m^3/s
程序使用名称

volumetric_loss_matrix
可计算

是

# 机械损耗表；torque_loss(dp;w) — 表格参数化的机械损耗
N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft

Details

矩阵 上 轴的流体压力和角速度的给定增加时的机械损失。

块在表元素之间使用线性插值。 价值 和 -这些是相应向量的大小:

  • -压力增益向量*压力增益向量中的元素个数，dp*。

  • -角速度矢量*轴角速度矢量中的元素个数，w*。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-体积损耗和机械损耗.

计量单位

N*m | uN*m | mN*m | kN*m | MN*m | GN*m | kgf*m | lbf*in | lbf*ft
默认值

[0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020; 0.0607 0.0556 0.0556 0.0556 0.0556 0.0505; 0.1937 0.1937 0.1833 0.1833 0.1729 0.1626] N*m
程序使用名称

mechanical_loss_matrix
可计算

是

# 最小容积效率 — 容积效率的最小值

Details

容积效率的最小值。 如果输入标量低于该值，则将容积效率设置为容积效率的最小值。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.

默认值

1e-3
程序使用名称

min_volumetric_efficiency
可计算

是

# 最大容积效率 — 容积效率的最大值

Details

容积效率的最大值。 如果输入信号超过该值，则将容积效率设置为容积效率的最大值。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.

默认值

1.0
程序使用名称

max_volumetric_efficiency
可计算

是

# 最低机械效率 — 机械效率的最小值

Details

机械效率的最小值。 如果输入信号低于该值，则将机械效率设定为机械效率的最小值。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.

默认值

1e-3
程序使用名称

min_mechanical_efficiency
可计算

是

# 最大机械效率 — 机械效率的最大值

Details

机械效率的最大值。 如果输入信号高于该值，则将机械效率设置为机械效率的最大值。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积和机械效率.

默认值

1.0
程序使用名称

max_mechanical_efficiency
可计算

是

# 泵-电机转换的压力增益阈值 — 过渡模式的阈值压力
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

泵和液压马达操作模式之间切换的压力增加阈值。 过渡区域限定在阈值压力增加的正值和负值之间的0MPa的区域中。 在该区域内，根据过渡项调整计算的泄漏率和摩擦力矩 以确保从一种模式到另一种模式的平稳过渡。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 设置为以下值之一:

  • 数据表-体积和机械效率;

  • 输入信号-体积和机械效率;

  • 输入信号-体积损耗和机械损耗.

计量单位

Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
默认值

1e-3 MPa
程序使用名称

p_threshold
可计算

是

# 泵-电机转换的角速度阈值 — 过渡模式的阈值角速度
rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps

Details

用于在泵和液压马达的操作模式之间切换的角速度的阈值。 在阈值角速度的正值和负值之间围绕0rpm定义过渡区域。 在该区域内，根据过渡项调整计算的泄漏率和摩擦力矩 以确保从一种模式到另一种模式的平稳过渡。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 设置为以下值之一:

  • 表格数据-体积和机械效率;

  • 输入信号-体积和机械效率;

  • 输入信号-体积损耗和机械损耗.

计量单位

rad/s | deg/s | rad/min | deg/min | rpm | rps
默认值

100.0 rpm
程序使用名称

w_threshold
可计算

是

# 检查操作是否超出所提供表格数据的范围 — 关于超出所提供数据限制的消息
无 | 误差

Details

选择一个值 错误 块使用所提供的数据范围之外的值时停止模拟。

如果 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 表格数据-扭矩和速度，那么这个参数还会检查块是否在取值范围内工作。 南.

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为其中一个值:

  • 表格数据-体积和机械效率;

  • 表格数据-体积损耗和机械损耗.

值

None | Error
默认值

None
程序使用名称

supplied_range_assert_action
可计算

无

# 检查是否超出泵模式运行 — 关于泵模式之外的单元的操作的消息
无 | 误差

Details

选择 错误 以在单元正向或反向泵模式下操作时停止模拟。

依赖关系

要使用此参数，请将 泄漏和摩擦参数化 参数设置为 输入信号-体积损耗和机械损耗.

值

None | Error
默认值

None
程序使用名称

operating_mode_assert_action
可计算

无

# 检查压力是否低于泵的最小压力 — 关于泵出口液体压力低的信息
无 | 错误

Details

选择 错误 以在出口压力降至低于最小设定点时停止模拟。

该参数有助于确定当液体压力降至低于液体蒸气压时气蚀的潜在条件。

值

None | Error
默认值

None
程序使用名称

pressure_assert_action
可计算

无

# 泵最低压力 — 泵出口允许压力下限
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

泵入口或出口处的容许压力的下限阈值。

依赖关系

要使用此参数，请设置 检查压力是否小于泵的最小压力 错误.

计量单位

Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg
默认值

0.101325 MPa
程序使用名称

p_valid_min
可计算

是

实例