Rotational Mechanical Converter (TL)

Интерфейс между сетями теплопроводной жидкости и вращательной механики.

Тип: AcausalFoundation.ThermalLiquid.Elements.RotationalMechanicalConverter

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fundamental/Thermal Liquid/Elements/Rotational Mechanical Converter (TL)

Описание

Блок Rotational Mechanical Converter (TL) представляет интерфейс между сетью теплопроводной жидкости и механической вращательной сетью.

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

Преобразователь содержит переменный объем теплопроводной жидкости. Температура изменяются в зависимости от теплоемкости жидкости.

Сохранение массы

Уравнение сохранения массы внутри механического преобразователя имеет вид:

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 преобразователя 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 преобразователя;
— 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 ограничителей. Для включения жестких ограничителей 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 — вход в преобразователь
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости, соответствует входу в преобразователь.

Имя для программного использования

port

# R — вал
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, соответствует валу преобразователя.

Имя для программного использования

rod_flange

# H — тепловой порт
тепло

Details

Порт, связанный с температурой жидкости внутри преобразователя.

Имя для программного использования

thermal_port

# C — корпус
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, соответствует корпусу преобразователя.

Имя для программного использования

case_flange

Параметры

Основные

# Mechanical orientation — ориентация преобразователя
Pressure at A causes positive rotation of R relative to C | Pressure at A causes negative rotation of R relative to C

Details

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.

Значения	`Pressure at A causes positive rotation of R relative to C` \| `Pressure at A causes negative rotation of R relative to C`
Значение по умолчанию	`Pressure at A causes positive rotation of R relative to C`
Имя для программного использования	`orientation`
Вычисляемый	Нет

# Initial interface rotation — начальное смещение порта R относительно порта C
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Значение 0 соответствует исходному объему жидкости, равному Dead volume .

Зависимости

Значение параметра должно быть больше или равно нулю, 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.

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`0.0 rad`
Имя для программного использования	`delta_phi_start`
Вычисляемый	Да

Details

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

Единицы измерения	`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`
Значение по умолчанию	`0.00012 m^3/rad`
Имя для программного использования	`volume_displacement`
Вычисляемый	Да

# Dead volume — объем жидкости в преобразователе, при котором угол поворота вала равен нулю
m^3 | um^3 | mm^3 | cm^3 | km^3 | ml | l | gal | igal | in^3 | ft^3 | yd^3 | mi^3

Details

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

Единицы измерения	`m^3` \| `um^3` \| `mm^3` \| `cm^3` \| `km^3` \| `ml` \| `l` \| `gal` \| `igal` \| `in^3` \| `ft^3` \| `yd^3` \| `mi^3`
Значение по умолчанию	`1e-05 m^3`
Имя для программного использования	`dead_volume`
Вычисляемый	Да

# Cross-sectional area at port A — площадь, поперечного сечения на входе в преобразователь
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь поперечного сечения входа в преобразователя.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`0.01 m^2`
Имя для программного использования	`port_area`
Вычисляемый	Да

# Environment pressure specification — метод определения давления окружающей среды
Atmospheric pressure | Specified pressure

Details

Atmospheric pressure — используется атмосферное давление, указанное в блоке Thermal Liquid Properties (TL).
Specified pressure — используется значения давления, указываемое в параметре Environment pressure.

Значения	`Atmospheric pressure` \| `Specified pressure`
Значение по умолчанию	`Atmospheric pressure`
Имя для программного использования	`environment_type`
Вычисляемый	Нет

# Environment pressure — давление среды во внешней части преобразователя
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Environment pressure specification значение Specified pressure.

Единицы измерения	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
Значение по умолчанию	`0.101325 MPa`
Имя для программного использования	`p_environment`
Вычисляемый	Да

Эффекты и начальные условия

# Fluid dynamic compressibility — моделирование динамической сжимаемости жидкости

Details

Если этот флажок установлен, то учитывается динамическая сжимаемость жидкости.

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

Значение по умолчанию	`true (включено)`
Имя для программного использования	`dynamic_compressibility`
Вычисляемый	Нет

# Initial liquid pressure — давление жидкости в нулевой момент времени
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Давление жидкости в преобразователе в начале моделирования.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility.

Единицы измерения	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
Значение по умолчанию	`0.101325 MPa`
Имя для программного использования	`p_start`
Вычисляемый	Да

Details

Температура жидкости в преобразователе в начале моделирования.

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`293.15 K`
Имя для программного использования	`T_start`
Вычисляемый	Да