Материал: 2199
1.2. Идеальный гидравлический источник давления
(Ideal Hydraulic Pressure Source)
Блок Ideal Hydraulic Pressure Source представляет собой идеальный гидравлический источник давления, который поддерживает необходимое давление на выходе, независимо от величины расхода в системе.
Рис. 4. Окно параметров блока Ideal Hydraulic Pressure Sensor
Блок не имеет никаких параметров и имеет два гидравлических порта T и P, связанных входным и выходным отверстиями источника, а также физический порт управления S, за счет которого происходит управление давлением на выходе из блока.
1.3. Идеальный расходомер (Ideal Hydraulic Flow Rate Source)
Блок Ideal Hydraulic Flow Rate Source представляет собой устройство, которое преобразует объемный расход жидкости, подаваемый на вход в блок в сигнал управления, пропорциональный этому расходу. Датчик идеален, так как не учитывает инерцию, трение и т.д.
11
Рис. 5. Окно параметров блока Ideal Hydraulic Flow Rate Source
Блок не имеет никаких параметров и имеет два гидравлических порта A и B, связанных входным и выходным отверстиями расходомера, а также физический порт выходного сигнала Q, через который выдается результат измерений.
1.4. Идеальный гидравлический датчик давления
(Ideal Hydraulic Pressure Sensor)
Блок Ideal Hydraulic Pressure Sensor представляет собой устройство, которое преобразует разность измеренного давления между двумя точками в сигнал управления, пропорциональный этому давлению. Датчик идеален, так как не учитывает инерцию, трение и т.д.
Рис. 6. Окно параметров блока Ideal Hydraulic Pressure Sensor
Блок не имеет никаких параметров и имеет два гидравлических порта A и B, связанных входным и выходным отверстиями датчика, а также физический порт выходного сигнала P, через который выдается результат измерений.
12
2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ (Hydraulic Elements)
Раздел содержит набор гидравлических элементов и включает в себя десять блоков:
1.Constant Area Orifice.
2.Constant Volume Chamber.
3.Fluid Inertia.
4.Hydraulic Reference.
5.Linear Hydraulic Resistance.
6.Resistive Tube.
7.Translational Hydro-Mechanical Converter.
8.Rotational Hydro-Mechanical Converter.
9.Variable Area Orifice.
10.Variable Volume Chamber.
2.1.Дроссель постоянного сечения (Constant Area Orifice)
Блок Constant Area Orifice представляет собой отверстие постоянного сечения с острой кромкой. В нем расход является пропорциональным перепаду давления через отверстие. Модель учитывает ламинарные и турбулентные режимы потока, вычисляя число Рейнольдса Rе и сравнивая его значение с критическим числом Рейнольдса Rеcr.
Расход находится из следующих уравнений:
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C D A |
|
|
p |
sign ( p), |
при |
Re Re |
||||
|
|
|
|
|||||||||
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DH |
|
|
|
|||
|
|
|
2C |
DL |
A |
p, |
при |
Re Re |
||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
p pА pB;
cr
cr
;
.
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
|
q D |
|
C |
|
|
|
|
|
4A |
||||||
Re |
H |
; |
CDL |
|
|
|
D |
|
|
; |
D |
|
, |
||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
A v |
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|||||
|
|
|
Recr |
|
|
|
|||||||||
где q – расход;
p – перепад давления;
pА, pВ – манометрическое давление на входе и выходе в дроссель соответственно;
13
CD – коэффициент расхода;
A – площадь проходного сечения;
DH – гидравлический диаметр отверстия; ρ – плотность жидкости;
ν– кинематическая вязкость жидкости.
Вмодели приняты следующие допущения:
– инерция жидкости не учитывается;
– переход между ламинарным и турбулентным режимами происходит
мгновенно, когда Rе= Rеcr.
Рис. 7. Окно параметров блока Constant Area Orifice
Orifice area – площадь отверстия.
Flow discharge coefficient – коэффициент расхода. Полуэмпирический параметр для характеристики дросселя. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно указывается в справочной литературе или в данных изготовителя.
Critical Reynolds number – критическое число Рейнольдса, или максимальное число Рейнольдса, для ламинарного потока. Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит при достижении числа Рейнольдса этому значению. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия и обычно указывается в справочной литературе. Для круглого отверстия в тонком материале с острыми гранями Rеcr=12.
Блок имеет два гидравлических порта A и B, связанных с входным и выходным отверстиями дросселя соответственно.
14
2.2. Емкость постоянного объема (Constant Volume Chamber)
Блок Constant Volume Chamber представляет собой емкости некоторого объема с твердыми или гибкими стенками. В моделях этот блок служит для моделирования сжимаемости жидкости в гидравлических клапанах, насосах, коллекторах, трубах и т.д. Сжимаемость жидкости обусловлена наличием в жидкости небольшого количества нерастворенного газа.
Сжимаемость жидкости можно описать согласно следующим уравнениям:
V |
|
V |
|
Vc |
p, |
|
|
||||
|
f |
c |
|
E |
|
q dVf , dt
где q – расход на входе в емкости; Vf – объем жидкости в емкости;
Vc – геометрический объем емкости;
E – объемный модуль упругости жидкости; p – давление жидкости в емкости.
Если давление в емкости резко упадет и приблизится к кавитационному пределу, вышеупомянутые уравнения должны быть расширены. В данном блоке это реализовано как смесь жидкости и некоторого количества растворенных в ней газов. Объемный модуль смеси определен как
|
|
|
|
pa |
|
1/ n |
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
pa p |
|
|
|
|||||
E El |
|
|
|
|
|
, |
||||
|
|
pa1/ n |
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
El |
||||
n (pa p) |
n 1 |
|
||||||||
|
|
n |
|
|
|
|||||
где Еl – объемный модуль упругости жидкости; pa – атмосферное давление;
α– относительное газовое содержание в атмосферном давлении,
α= VG/VL;
VG – объем газа при атмосферном давлении; VL – объем жидкости;
n – коэффициент теплопередачи.
15