Преобразователь в поступательное движение (ТЖ)

Интерфейс между сетями теплопроводной жидкости и поступательной механики.

Тип: AcausalFoundation.ThermalLiquid.Elements.TranslationalMechanicalConverter

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Преобразователь в поступательное движение (ТЖ) 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 Динамическая сжимаемость жидкости, то давление будет также зависеть от динамической сжимаемости жидкости. Параметр Направление смещения 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 Мертвый объем). Направление воздействия штока определяется в зависимости от значения параметра Направление смещения:

Если Положительное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, то смещение штока увеличивается, когда объем жидкости увеличивается по сравнению с незадействованным объемом.
Если Отрицательное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, 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 Поступательные упоры.
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

port

# C — корпус
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствует корпусу преобразователя.

Имя для программного использования

case_flange

# H — температура жидкости в преобразователе
тепло

Details

Тепловой порт, связанный с температурой жидкости в преобразователе.

Имя для программного использования

thermal_port

# R — шток
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствует штоку преобразователя.

Имя для программного использования

rod_flange

Параметры

Основные

# 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

Параметр задает направление движения штока в зависимости от изменения объема жидкости:

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

Зависимости

Если Направление смещения имеет значение Положительное смещение порта R относительно порта С при увеличении давления в порту A, то 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, то 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 поперечного сечения внутреннего канала преобразователя, или рабочая площадь штока, на которую жидкость оказывает давление, создавая силу
м^2 | мкм^2 | мм^2 | см^2 | км^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

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

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
м^3 | мкм^3 | мм^3 | см^3 | км^3 | ml | л | 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 определения давления окружающей среды
Атмосферное давление | Заданное давление

Details

Определяет метод определения давления окружающей среды:

Атмосферное давление — используется атмосферное давление, заданное в блоке Свойства теплопроводной жидкости (ТЖ), который подключен к схеме.
Заданное давление — испульзуется значение давления, указанное в параметре Давление окружающей среды.

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

# Давление окружающей среды — давление среды во внешней части преобразователя
Па | мкПа | hPa | кПа | МПа | ГПа | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | бар | кбар | атм | 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_environment`
Вычисляемый	Да

Эффекты и начальные условия

# Динамическая сжимаемость жидкости — 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	`true (включено)`
Имя для программного использования	`dynamic_compressibility`
Вычисляемый	Нет

# Начальное давление жидкости — начальное значение давления жидкости
Па | мкПа | hPa | кПа | МПа | ГПа | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | бар | кбар | атм | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Давление жидкости в преобразователе 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

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