Гидравлический бак с переливом





в палитре на схеме

Блок реализует модель гидравлической емкости (бака) с учетом переполнения. Данный блок является расширенной версией блока Гидравлический бак. Основное назначение блока заключается в его применении в качестве граничного условия (например, "на входе" в насос, линия низкого давления в гидравлическом распределителе и др.).

Блок учитывает следующие свойства:
  • наличие нерастворенного воздуха (опционально)
  • изменение температуры жидкости (опционально)
  • гидростатическое давление столба жидкости (опционально)
  • включение дополнительного гидравлического порта (опционально)
  • перелив жидкости через гидравлический порт "Т" (опционально)
Блок не учитывает следующие свойства:
  • теплообмен с окружающей средой

Совместимые блоки

Соединение блока с другими блоками должно осуществляться в соответствии со следующими правилами:
  1. Выходной гидравлический порт необходимо соединять с блоками, моделирующими течение через местное сопротивление. Например, с такими группами блоков, как "Дроссели", "Клапаны давления", "Распределители" и другими.
  2. Входной гидравлический порт необходимо соединять с блоками, моделирующими гидравлические полости. Например, с такими блоками, как "Гидравлический бак", "Гидравлическая полость", полостью блока "Гидромеханический преобразователь", полостями гидроцилиндров и другими.

Математическая модель

В математической модели данного блока используются уравнения, аналогичные уравнениям, представленным в описании блока Гидравлическая полость (изменение температуры жидкости, расчет теплофизических свойств).

Расчет фактического уровня жидкости осуществляется путем интегрирования отношения суммарного расхода жидкости, поступающего в бак, ∑Q, к площади зеркала, A:

Если включена опция "Учитывать гидростатическое давление", давление в портах "А" и "В" определяется следующим образом

где:
  • ptank — давление в баке
  • la, lb — высота портов "А" и "В"
  • g — ускорение свободного падения (глобальная переменная)
  • ρ — плотность жидкости в баке
Расчетная схема гидравлического бака с геометрическим расположением портов представлена на рисунке (Рисунок 1).


Рис. 1. Расчетная схема гидравлического бака

При включении опции "Учитывать переполнение" жидкость, достигая максимального значения (lmax), начинает вытекать из бака через порт "Т". При этом параметр ratio определяет относительную высоту перелива (Рисунок 2):



Рис. 2. График изменения уровня жидкости в баке в переполнении

Входные порты

Имя Описание Тип линии связи
T Гидравлический порт для подключения совместимых блоков (появляется при активировании свойства "Учитывать переполнение") ГС - Гидравлическая

Выходные порты

Имя Описание Тип линии связи
A Гидравлический порт для подключения совместимых блоков ГС - Гидравлическая
B Гидравлический порт для подключения совместимых блоков (появляется при активировании свойства "Учитывать порт B") ГС - Гидравлическая

Свойства

Название Имя Описание По умолчанию Тип данных
Давление Свойства, задающие давление
Давление, МПа p_tank Избыточное давление в баке. Свойство доступно, если свойство "Учитывать переполнение" не активировано 0 Вещественное
Учитывать гидростатическое давление p_hydrostatic_mode Активация учета гидростатического давления столба жидкости ("Да" / "Нет") Нет Двоичное
Геометрия бака Свойства, определяющие геометрические параметры бака
Площадь зеркала, м2 A Площадь поперечного сечения бака 0.01 Вещественное
Начальный уровень жидкости в баке, м l0 Начальный уровень жидкости в баке. Задается в качестве начальных условий при интегрировании 0.05 Вещественное
Максимальный уровень жидкости в баке, м lmax Уровень жидкости в баке, после достижения которого возникает перелив через порт "Т" 0.1 Вещественное
Учитывать порт B port_B_mode Свойство для подключения дополнительного гидравлического порта "B" ("Да" / "Нет") Нет Двоичное
Высота порта А, м l_portA Высота порта "A". Свойство доступно при активированном свойстве "Учитывать гидростатическое давление" 0 Вещественное
Высота порта B, м l_portB Высота порта "B". Свойство доступно при активированных свойствах "Учитывать гидростатическое давление" и "Учитывать порт B" 0 Вещественное
Переполнение бака Свойства учета переполнения бака
Учитывать переполнение overFlow_mode Свойство для подключения дополнительного гидравлического порта "Т", через который осуществляется перелив жидкости ("Да" / "Нет") Нет Двоичное
Отношение при переполнении (l/lmax-1), % ratio Величина, на которую реальный уровень жидкости превышает максимально заданный. Свойство доступно при активированном свойстве "Учитывать переполнение" 1 Вещественное
Начальная температура жидкости, °C t0 Начальная температура жидкости. Задается в качестве начальных условий при интегрировании 40 Вещественное

Параметры

Название Имя Описание Тип данных
Уровень жидкости, мм level Фактическое значение уровня жидкости в баке Вещественное
Объем, л _V Объем жидкости в баке Вещественное
Объемный расход, л/мин Объемный расход жидкости для гидравлических портов
Порт А _Q_A Объемный расход жидкости для гидравлического порта A. Отрицательное значение означает, что жидкость вытекает из бака Вещественное
Порт B _Q_B Объемный расход жидкости для гидравлического порта B. Отрицательное значение означает, что жидкость вытекает из бака Вещественное
Порт T _Q_T Объемный расход жидкости для гидравлического порта T. Отрицательное значение означает, что жидкость вытекает из бака Вещественное
Массовый расход, кг/с Массовый расход жидкости для гидравлических портов
Порт А _G_A Массовый расход жидкости для гидравлического порта A. Отрицательное значение означает, что жидкость вытекает из бака Вещественное
Порт B _G_B Массовый расход жидкости для гидравлического порта B. Отрицательное значение означает, что жидкость вытекает из бака Вещественное
Порт T _G_T Массовый расход жидкости для гидравлического порта T. Отрицательное значение означает, что жидкость вытекает из бака Вещественное
Давление (изб.), МПа Избыточное давление жидкости в баке для портов A и B
Порт А _p_A Избыточное давление жидкости в баке для порта A Вещественное
Порт B _p_B Избыточное давление жидкости в баке для порта B Вещественное
Давление, МПа _p Давление в баке Вещественное
Температура, °C _t Температура жидкости в баке Вещественное
Параметры жидкости Рассчитываемые параметры жидкости
Абсолютное давление, МПа _p_abs Абсолютное давление Вещественное
Объемная доля нерастворенного воздуха, % _alpha_u Количество нерастворенного воздуха в жидкости Вещественное
Давление насыщенного пара, Па _p_vapor Давление насыщенного пара Вещественное
Плотность, кг/м3 _rho Плотность жидкости Вещественное
Коэффициент сжимаемости, 1/Па _beta Коэффициент сжимаемости жидкости Вещественное
Модуль объемной упругости, МПа _B Модуль объемной упругости жидкости Вещественное
Коэффициент объемного теплового расширения, 1/К _gamma Коэффициент объемного теплового расширения жидкости Вещественное
Коэффициент динамической вязкости, Па·с _mu Коэффициент динамической вязкости жидкости Вещественное
Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К) _cp Удельная теплоемкость жидкости Вещественное
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) _lambda Коэффициент теплопроводности жидкости Вещественное