Документация Engee

Translational Mechanical Converter (TL)

Интерфейс между теплопроводящей жидкостной и механической поступательной сетями.

translational mechanical converter (tl)

Описание

Блок Translational Mechanical Converter (TL) моделирует интерфейс между сетью теплопроводящей жидкости и сетью механики поступательного движения. В блок преобразуется давление теплопроводящей 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 теплопроводящей 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:

еслидинамическаясжимаемостьжидкостивыключенаеслидинамическаясжимаемостьжидкостивключена

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.

  • — объёмный 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 упоров. Чтобы добавить жесткие упоры, используйте блок Translational Hard Stop.

  • Гидравлическое сопротивление потоку между входным портом и внутренней частью преобразователя принебрежимо мало.

  • Тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью преобразователя пренебрежимо мало.

  • Кинетическая энергия жидкости в преобразователе пренебрежимо мала.

Порты

Ненаправленные

A — входной порт в преобразователь
теплопроводящая жидкость

Порт теплопроводящей жидкости, соответствует входу в преобразователь.

H — температура жидкости в преобразователе
тепло

Тепловой порт, связанный с температурой жидкости в преобразователе.

R — шток
поступательная механика

Механический поступательный порт, соответствует штоку преобразователя.

С — корпус
поступательная механика

Механический поступательный порт, соответствует корпусу преобразователя.

Параметры

Main

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

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.

Initial interface displacement — начальное положение порта R относительно порта C
м (по умолчанию)

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 равно 0.

  • Если Mechanical orientation имеет значение Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, то значение параметра должно быть меньше или равно 0.

Interface cross-sectional area - площадь поперечного сечения внутреннего канала преобразователя, или рабочая площадь штока, на которую жидкость оказывает давление, создавая силу
0.01 м^2 (по умолчанию)

Площадь, на которую жидкость оказывает давление, создавая поступательную силу.

Dead volume - объем жидкости, при котором положение штока равно 0
1e−5 м^3 (по умолчанию)

Объем жидкости, при котором положение штока равно 0.

Environment pressure specification — метод определения давления окружающей среды
Atmospheric pressure (по умолчанию) | Specified pressure

Определяет метод определения давления окружающей среды:

  • Atmospheric pressure — используется атмосферное давление, заданное в блоках Thermal Liquid Settings (TL) или Thermal Liquid Properties (TL), подключенных к схеме.

  • Specified pressure — испульзуется значение давления, указанное в параметре Environment pressure.

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

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

Зависимости

Используется, если для параметра Environment pressure specification установлено значение Specified pressure.

Effects and Initial Conditions

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

Установите флажок, что бы включить учёт 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.

Initial liquid pressure - начальное значение давления жидкости
0.101325 МПa (по умолчанию)

Давление жидкости в преобразователе в начале моделирования.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility.

Initial liquid temperature - начальное значение температуры жидкости
293.15 K (по умолчанию)

Температура жидкости в преобразователе в начале моделирования.