Преобразователь в поступательное движение (ИЖ)

Интерфейс между изотермической жидкостной и механической поступательной сетями.

Тип: AcausalFoundation.IsothermalLiquid.Elements.TranslationalMechanicalConverter

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Преобразователь в поступательное движение (ИЖ) представляет собой интерфейс между изотермической жидкостной сетью и механической поступательной сетью. Блок преобразует давление жидкости в механическую силу и наоборот. Он может быть использован в качестве основы для поступательных приводов.

Значок блока изменяется в зависимости от значения параметра Направление смещения.

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 смещения определяет, приводит ли увеличение объема жидкости к смещению порта R в сторону порта C или в противоположную от него.

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

Сохранение массы

Уравнения сохранения массы для преобразователя имеют вид:

где

— массовый расход через порт A;
— механическая ориентация конвертера (1, если увеличение давления жидкости вызывает положительное смещение R относительно C, −1, если увеличение давления жидкости вызывает отрицательное смещение R относительно C);
— плотность жидкости внутри преобразователя;
— объемный модуль упругости жидкости в преобразователе;
— площадь поперечного сечения гидравлической части преобразователя;
— линейная скорость механической части преобразователя;
и — линейные скорости портов R и C соответственно;
— перемещение механической части преобразователя;
— объем жидкости внутри преобразователя;
— объем жидкости, при котором положение штока равно 0;
— давление внутри преобразователя.

Положение штока равно нулю, когда объем жидкости равен . В зависимости от значения параметра Направление смещения:

Если параметр Направление смещения установлен в значение Положительное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, то смещение штока увеличивается, когда объем жидкости увеличивается по сравнению с .
Если параметр Направление смещения установлен в значение Отрицательное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, смещение штока уменьшается, когда объем жидкости увеличивается по сравнению с .

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

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме механического преобразователя имеет вид:

где

— сила, развиваемая на штоке;
— давление окружающей среды.

Допущения и ограничения

Стенки преобразователя идеально жесткие.
Преобразователь не содержит механических жестких ограничителей. Для включения жестких ограничителей используйте блок Поступательные 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 — шток
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствует штоку преобразователя.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствует корпусу преобразователя.

Имя для программного использования

case_flange

Параметры

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

Details

Задает направление движения штока относительно давления жидкости:

Положительное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A — увеличение давления жидкости приводит к положительному смещению порта R относительно порта C.
Отрицательное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A — увеличение давления жидкости приводит к отрицательному смещению R относительно порта C.

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

# Начальное смещение — начальное смещение 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, м. Значение 0 соответствует начальному объему жидкости, равному Мертвый объем.

Зависимости

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

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.0 m`
Имя для программного использования	`interface_displacement_start`
Вычисляемый	Да

# Площадь поперечного сечения преобразователя — площадь, на которую жидкость оказывает давление для создания усилия
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 для создания усилия.

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	`piston_area`
Вычисляемый	Да

# Мертвый объем — 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	`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

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

Details

Определяет метод задания давления окружающей среды:

Атмосферное давление — используйте атмосферное давление.
Заданное давление — значение давления, 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 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 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

Примеры

Моделирование влияния включений воздуха на динамику давления в двухпоршневом цилиндре