Translational Mechanical Converter (TL)
Интерфейс между сетями теплопроводной жидкости и поступательной механики.
Тип: AcausalFoundation.ThermalLiquid.Elements.TranslationalMechanicalConverter
Путь в библиотеке:
|
Описание
Блок Translational Mechanical Converter (TL) моделирует интерфейс между сетью теплопроводной жидкости и сетью механики поступательного движения. В блоке преобразуется давление теплопроводной жидкости в механическую силу и наоборот. Блок можно использовать в качестве основного компонента для линейных приводов.
В преобразователе переменный объем жидкости, и изменение ее температуры рассчитывается с учетом теплоемкости этого объема. Если установлен флажок Fluid dynamic compressibility, то давление будет также зависеть от динамической сжимаемости жидкости. Параметр Mechanical orientation позволяет определить направление перемещения порта R относительно порта C при увеличении давления.
Порт A — это порт теплопроводной жидкости, соответствующий входному сечению преобразователя. Порт H — это тепловой порт, отражающий температуру жидкости внутри преобразователя. Порты R и C представляют собой порты механического поступательного движения, связанные с подвижной частью (штоком) и корпусом преобразователя соответственно.
Сохранение массы
Уравнение сохранения массы для механического преобразователя имеет вид:
где
-
— массовый расход жидкости в преобразователе через порт А;
-
— 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 в преобразователе;
-
— площадь поперечного сечения рабочей поверхности штока преобразователя;
-
— скорость перемещения штока преобразователя;
-
— объем жидкости внутри преобразователя;
-
— объемный модуль упругости жидкости в корпусе преобразователя;
-
— коэффициент теплового расширения жидкости;
-
— давление жидкости внутри корпуса преобразователя;
-
— температура жидкости внутри корпуса преобразователя.
В блоке смещение штока вычисляется из значений относительных скоростей портов согласно уравнениям блока. Положение штока равно нулю, когда объем жидкости равен незадействованному объему (значение параметра Dead volume). Направление воздействия штока определяется в зависимости от значения параметра Mechanical orientation:
-
Если
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, то смещение штока увеличивается, когда объем жидкости увеличивается по сравнению с незадействованным объемом. -
Если
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, то смещение штока уменьшается, когда объем жидкости увеличивается по сравнению с незадействованным объемом.
Сохранение импульса
Уравнение сохранения импульса для механического преобразователя имеет вид:
где
-
— сила, с которой жидкость действует на шток преобразователя;
-
— атмосферное давление.
Сохранение энергии
Уравнение сохранения энергии для механического преобразователя имеет вид:
где
-
— внутренняя энергия жидкости;
-
— полный поток энергии через порт А;
-
— величина теплового потока через порт H.
Допущения и ограничения
-
Стенки преобразователя абсолютно жесткие. Они не деформируются от внутреннего давления и температуры.
-
Преобразователь не содержит механических жестких ограничителей. Чтобы добавить жесткие ограничители, используйте блок Translational Hard Stop.
-
Гидравлическое сопротивление потоку между входным портом и внутренней частью преобразователя пренебрежимо мало.
-
Тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью преобразователя пренебрежимо мало.
-
Кинетическая энергия жидкости в преобразователе пренебрежимо мала.
Порты
Ненаправленные
#
A
—
вход в преобразователь
теплопроводная жидкость
Details
Порт теплопроводной жидкости, соответствует входу в преобразователь.
| Имя для программного использования |
|
#
C
—
корпус
поступательная механика
Details
Механический поступательный порт, соответствует корпусу преобразователя.
| Имя для программного использования |
|
#
H
—
температура жидкости в преобразователе
тепло
Details
Тепловой порт, связанный с температурой жидкости в преобразователе.
| Имя для программного использования |
|
#
R
—
шток
поступательная механика
Details
Механический поступательный порт, соответствует штоку преобразователя.
| Имя для программного использования |
|
Параметры
Основные
#
Mechanical orientation —
ориентация преобразователя
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C | Pressure at A causes negative displacement of R relative to C
Details
Параметр задает направление движения штока в зависимости от изменения объема жидкости:
-
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C— увеличение объема жидкости приводит к положительному смещению порта R относительно порта C. -
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C— увеличение объема жидкости приводит к отрицательному смещению порта R относительно порта C.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Initial interface displacement —
начальное положение порта R относительно порта C
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi
Details
Линейное смещение порта R относительно порта C в начале моделирования. Значение 0 соответствует начальному объему жидкости, равному Dead volume.
Зависимости
-
Если Mechanical orientation имеет значение
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, то значение параметра должно быть больше или равно0. -
Если Mechanical orientation имеет значение
Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, то значение параметра должно быть меньше или равно0.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Interface cross-sectional area —
площадь поперечного сечения внутреннего канала преобразователя, или рабочая площадь штока, на которую жидкость оказывает давление, создавая силу
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac
Details
Площадь, на которую жидкость оказывает давление, создавая поступательную силу.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Dead volume —
объем жидкости, при котором положение штока равно 0
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, при котором положение штока равно 0.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Environment pressure specification —
метод определения давления окружающей среды
Atmospheric pressure | Specified pressure
Details
Определяет метод определения давления окружающей среды:
-
Atmospheric pressure— используется атмосферное давление, заданное в блоке Thermal Liquid Properties (TL), который подключен к схеме. -
Specified pressure— испульзуется значение давления, указанное в параметре Environment pressure.
| Значения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| 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 внутри. Значение 0 означает, что преобразователь работает в вакууме.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Environment pressure specification значение Specified pressure.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
Эффекты и начальные условия
# Fluid dynamic compressibility — моделирование динамической сжимаемости жидкости
Details
Установите флажок, что бы включить учет динамической сжимаемости. В процессе моделирования динамическая сжимаемость определяет зависимость плотности жидкости от давления и температуры, и оказывает влияние на переходные процессы в системе в небольших временных интервалах.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Нет |
#
Initial liquid pressure —
начальное значение давления жидкости
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 |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |
#
Initial liquid temperature —
начальное значение температуры жидкости
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
Температура жидкости в преобразователе в начале моделирования.
| Единицы измерения |
|
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
| Вычисляемый |
Да |