Документация Engee

Rotational Mechanical Converter (TL)

Интерфейс между тепровододящей жидкостной и механической вращательной сетями.

rotational mechanical converter (tl)

Описание

Блок Rotational Mechanical Converter представляет интерфейс между теплопроводящей жидкостной сетью и механической вращательной сетью.

В блоке давление теплопроводящей жидкости преобразуется в механический крутящий момент и наоборот. Его можно использовать в качестве основного блока для приводов вращения.

В преобразователе объем жидкости переменой и изменение ее температуры рассчитывается с учетом теплоемкости этого объема.

Сохранение массы

Уравнение сохранения массы внутри механического преобразователя имеет вид:

динамическаясжимаемостьжидкостиотключенадинамическаясжимаемостьжидкостивключена

где:

  • — массовый расход жидкости, поступающей в преобразователь через порт A;

  • — механическая ориентация преобразователя (1, если увеличение давления жидкости вызывает положительное смещение R относительно C, -1, если увеличение давления жидкости вызывает отрицательное смещение R относительно C);

  • — плотность жидкости;

  • — смещение преобразователя;

  • — угловая скорость вращения преобразователя;

  • — объем жидкости внутри преобразователя;

  • — объемный модуль упругости жидкости внутри преобразователя;

  • — коэффициент теплового расширения жидкости;

  • — давление жидкости внутри преобразователя;

  • — температура жидкости внутри преобразователя.

Угол поворота подвижных частей конвертера в блоке вычисляется на основе относительных угловых скоростей портов в соответствии с уравнениями блока. Вращение подвижных элементов отсутствует, если объем жидкости равен значению параметра Dead Volume.

Сохранение импульса

Уравнение сохранения импульса в механическом преобразователе:

,

где:

  • — крутящий момент, вызванный давлением жидкости на подвижные элементы конвертера;

  • — атмосферное давление.

Сохранение энергии

Уравнение сохранения энергии в механическом преобразователе:

,

где:

  • — внутренняя энергия жидкости в преобразователе;

  • — поток полной энергии жидкости, поступающей внутрь механического преобразователя через порт A;

  • — тепловой поток через порт H.

Допущения и ограничения

  • Стенки преобразователя не деформируются независимо от внутреннего давления и температуры.

  • Преобразователь не содержит механических жестких упоров. Для включения жестких упоров используйте блок Rotational Hard Stop.

  • Гидравлическим сопротивлением между входом и внутренней частью преобразователя можно пренебречь.

  • Тепловым сопротивлением между тепловым портом и внутренней частью преобразователя можно пренебречь.

  • Кинетической энергией жидкости в преобразователе можно пренебречь.

Порты

Ненаправленные

A – входной порт преобразователя
теплопроводящая жидкость

Порт теплопроводящей жидкости, соответствует входу в преобразователь.

H – тепловой порт
тепло

Порт, связанный с температурой жидкости внутри преобразователя.

R – вал

Механический вращательный порт, соответствует валу преобразователя.

C — корпус
вращательная механика

Механический вращательный порт, соответствует корпусу преобразователя.

Параметры

Main

Mechanical orientation — ориентация преобразователя
Pressure at A causes positive rotation of R relative to C (по умолчанию) | Pressure at A causes negative rotation of R relative to C

Параметр определяет направление вращения вала R относительно корпуса C в зависимости от изменения внутреннего объема преобразователя.

  • Pressure at A causes positive rotation of R relative to C — увеличение объема жидкости приводит к положительному вращению порта R относительно порта C.

  • Pressure at A causes negative rotation of R relative to C — увеличение объема жидкости приводит к отрицательному вращению порта R относительно порта C.

Initial interface rotation – начальное смещение порта R относительно порта C
0 (по умолчанию)

Значение 0 соответствует исходному объему жидкости, равному Dead volume .

Зависимости

  • Значение параметра должно быть больше или равно если Mechanical orientation соответствует значению Pressure at A causes positive rotation of R relative to C.

  • Значение параметра должно быть меньше или равно нулю, если Mechanical orientation соответствует значению Pressure at A causes negative rotation of R relative to C.

Interface volume displacement – объем вытесняемой жидкости за одно вращение
1.2e-4 м^3/рад (по умолчанию)

Объем вытесняемой/поступающей жидкости за один оборот вала механического преобразователя.

Dead volume — объем жидкости в преобразователе, при котором угол поворота вала равен нулю
0.1e-5 м^3 (по умолчанию)

Объем жидкости в преобразователе, при котором угол поворота вала равен нулю.

Cross-sectional area at port A — площадь, поперечного сечения на входе в преобразователь
0.01 м^2 (по умолчанию)

Площадь поперечного сечения входного сечения преобразователя.

Environment pressure specification — метод определения давления окружающей среды

  • Atmospheric pressure — используется атмосферное давление, указанное в блоке Thermal Liquid Settings (TL) или Thermal Liquid Properties (TL).

  • Specified pressure — используется значения давления, указываемое в параметре Environment pressure.

Environment pressure — давление среды во внешней части преобразователя
0.101325 МПа (по умолчанию)

Давление снаружи преобразователя, действующее против давления жидкости в объеме преобразователя. Значение 0 означает, что преобразователь работает в вакууме.

Зависимости

Используется, когда параметр Environment pressure specification установлен на Specified pressure.

Effects and Initial Conditions

Fluid dynamic compressibility — моделирование динамической сжимаемости жидкости
включено (по умолчанию) | выключено

  • Если флажок установлен, учитывается динамическая сжимаемость жидкости.

Динамическая сжимаемость определяет зависимость плотности жидкости от давления и температуры, влияя на переходные процессы в системе на малых временных интервалах.

Initial liquid pressure — давление жидкости в нулевой момент времени
0.101325 MPa (по умолчанию)

Давление жидкости в преобразователе в начале моделирования.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility.

Initial liquid temperature — температура жидкости в нулевой момент времени
293.15 K (по умолчанию)

Температура жидкости в преобразователе в начале моделирования.