Преобразователь во вращательное движение (ИЖ)

Интерфейс между изотермической жидкостной и механической вращательной сетями.

Тип: AcausalFoundation.IsothermalLiquid.Elements.RotationalMechanicalConverter

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fundamental/Isothermal Liquid/Elements/Rotational Mechanical Converter (IL)

Описание

Блок Преобразователь во вращательное движение (ИЖ) представляет собой интерфейс между изотермической жидкостной сетью и механической вращательной сетью. Блок преобразует давление жидкости в крутящий момент и наоборот. Он может быть использован в качестве основы для вращающихся гидроприводов.

Объем жидкости в преобразователе изменяется в процессе работы. Если параметр Динамическая сжимаемость жидкости включен, то давление вычисляется в зависимости от сжимаемости жидкости (динамическая сжимаемость жидкости).

Параметр Направление вращения определяет, приводит ли увеличение объема жидкости к положительному или отрицательному повороту порта R относительно порта C.

Порт A — это порт изотермической жидкости, соответствующий входу преобразователя. Порты R и C — это порты вращательной механики, соответствующие валу и корпусу соответственно.

Сохранение массы

Уравнения сохранения массы для преобразователя имеют вид:

где

— массовый расход через порт A;
— механическая ориентация преобразователя (1, если увеличение давления жидкости вызывает положительное вращение R относительно C, −1, если увеличение давления жидкости вызывает отрицательное вращение R относительно C);
— плотность жидкости внутри преобразователя;
— объемный модуль упругости жидкости;
— объемное перемещение преобразователя, то есть объем жидкости, необходимый для вращения вала на единицу угла;
— угловая скорость вращения вала преобразователя;
и * — угловые скорости портов R и C соответственно;
— угол поворота вала преобразователя;
— объем жидкости внутри преобразователя;
— объем жидкости, при котором угол поворота вала равен 0;
— давление внутри преобразователя.

Угол поворота вала равен нулю, когда объем жидкости равен . В зависимости от значения параметра Направление вращения:

Если параметр Направление вращения установлен в значение Положительное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, то угол поворота вала, когда объем жидкости увеличивается по сравнению с .
Если параметр Направление вращения установлен в значение Отрицательное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, то угол поворота вала уменьшается, когда объем жидкости увеличивается по сравнению с .

Уравнения, используемые для расчета плотности и объемного модуля упругости жидкостной смеси, зависят от выбранной модели изотермической жидкости.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме механического преобразователя имеет вид:

где

— крутящий момент на валу преобразователя;
— давление окружающей среды.

Допущения и ограничения

Стенки преобразователя идеально жесткие.
Преобразователь не содержит механических жестких ограничителей. Для включения жестких ограничителей используйте блок Вращательные упоры.
Сопротивление потоку между входом и внутренней частью преобразователя пренебрежимо мало.
Кинетическая энергия жидкости в преобразователе пренебрежимо мала.

Порты

Ненаправленные

# A — входное отверстие преобразователя
изотермическая жидкость

Details

Порт изотермической жидкости соответствует входу преобразователя.

Имя для программного использования

port

# R — вал
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, соответствует валу преобразователя.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт соответствует корпусу преобразователя.

Имя для программного использования

case_flange

Параметры

# Направление вращения — ориентация преобразователя
Положительное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A | Отрицательное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A

Details

Задает направление вращения вала относительно давления жидкости:

Положительное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A — увеличение давления жидкости приводит к повороту порта R относительно порта C в положительном направлении.
Отрицательное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A — увеличение давления жидкости приводит к повороту порта R относительно порта C в отрицательном направлении.

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

# Начальный угол поворота — начальное угловое положение порта R относительно порта C в начале симуляции
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Угловое положение порта R относительно порта C в начале моделирования. Значение 0 соответствует начальному объему жидкости, равному Мертвый объем.

Зависимости

Если Направление вращения имеет значение Положительное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, значение параметра должно быть больше или равно 0.
Если Направление вращения имеет значение Отрицательное вращение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, значение параметра должно быть меньше или равно 0.

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 перемещаемой жидкости на единичный угол поворота вала.

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	`0.001 m^3/rad`
Имя для программного использования	`volume_displacement`
Вычисляемый	Да

# Мертвый объем — 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	`1.e-5 m^3`
Имя для программного использования	`dead_volume`
Вычисляемый	Да

# Значение давления окружающей среды — метод задания давления окружающей среды
Атмосферное давление | Заданное давление

Details

Определяет метод задания давления окружающей среды:

Атмосферное давление — атмосферное давление.
Заданное давление — точное значение, указанное в параметре Давление окружающей среды.

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

# Давление окружающей среды — давление вне 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 Значение давления окружающей среды значение Заданное давление.

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_specified`
Вычисляемый	Да

# Динамическая сжимаемость жидкости — определяет, нужно ли моделировать динамическую сжимаемость жидкости

Details

Задает, нужно ли учитывать динамическую сжимаемость жидкости. Динамическая сжимаемость придает плотности жидкости зависимость от давления, что влияет на переходную реакцию системы на малых временных масштабах.

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

# Начальное давление жидкости — давление жидкости в начальный 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 начале моделирования.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Динамическая сжимаемость жидкости.

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