ГПС - Пневматическая полость переменного объема





 
в палитре на схеме

Блок моделирует полости пневматических устройств, давление газа в которых влияет на перемещение подвижных элементов устройств. К таким полостям можно отнести, например, полости пневмоцилиндров, пневмогидравлических аккумуляторов (с разделительным элементом), компрессоров, пневмомоторов, пневматических приводов запорной арматуры.

Объем моделируемой полости изменяется при перемещении подвижных элементов пневматических устройств.

Учитывается приток/отток тепла от газа в полости.

Свойства

Наименование свойства Единицы Обозначение
Начальное абсолютное давление рабочей среды в полости Па p_0
Начальная температура рабочей среды в полости К T_0
Начальный объем полости м3 W_0
Рабочая среда fluid_type

Свойство «Рабочая среда» задается путем выбора из выпадающего списка в столбце «Значение» окна свойств блока. Для описания теплофизических свойств газов используется набор процедур типа «fluid», входящий в состав библиотеки «ГПС».

Параметры

Наименование параметра Единицы Обозначение
Абсолютное давление рабочей среды в полости МПа _p
Температура рабочей среды в полости К _T
Объем полости м3 _W_pol

Входные/выходные порты и связь с другими блоками библиотеки

Блок имеет один выходной порт «choke» типа «ГПС пневматическая связь», один выходной порт «heat conductor» типа «ГПС тепловая связь» и один выходной порт «converter» типа «ГПС механическая связь».

Порт «choke» предназначен для соединения с блоками, моделирующими дроссели, распределители, клапаны, каналы, граничные условия типа «массовый расход».

Порт «heat conductor» предназначен для соединения с блоками типа «ГПС – Теплопередача».

Порт «converter» предназначен для соединения с блоками типа «ГПС – Пневмомеханический преобразователь»

Примеры соединения блока с другими блоками библиотеки «ГПС» приведены на рисунке (Рисунок 1).

Рисунок: Примеры соединения блока с другими блоками библиотеки «ГПС»



Математическая модель

Модель состоит из следующих зависимостей:














где

Ucav - внутренняя энергия рабочей среды в полости;

Σi=1n(hi⋅Gi) - мгновенный приток энергии в полость за счет поступления рабочей среды из n источников (из n связанных полостей);

hi - удельная энтальпия рабочей среды в i-ой связанной полости;

Gi - массовый приток рабочей среды из i-ой связанной полости;

Σq=1mQqтепл - мгновенный приток энергии в полость за счет поступления теплоты из q источников тепловой энергии;

Qqтепл - поток тепла к рабочей среде в полости от q-ого источника тепловой энергии;

pcav - абсолютное давление рабочей среды в полости;

dWcav/dt - производная по времени объема полости;

Wcav - объем полости;

Mcav - масса рабочей среды в полости;

Σi=1nGi - мгновенный приток массы рабочей среды в полость за счет поступления из n источников (из n связанных полостей);

f1 - функция, определяющая зависимость абсолютного давления рабочей среды от ее плотности и удельной внутренней энергии;

ρcav - плотность рабочей среды в полости;

ucav - удельная внутренняя энергия рабочей среды в полости;

Tcav - термодинамическая температура рабочей среды в полости;

f2 - функция, определяющая зависимость термодинамической температуры рабочей среды от ее плотности и удельной внутренней энергии;

Σj=1kdWj - мгновенное изменение объема полости, обусловленное мгновенными перемещениями m связанных подвижных элементов.

Расчет начальных условий проводится по следующим зависимостям:








где

Mcav0 - масса рабочей среды в полости в начальный момент времени;

ρcav0 - плотность рабочей среды в полости в начальный момент времени;

Ucav0 - внутренняя энергия рабочей среды в полости в начальный момент времени;

ucav0 - удельная внутренняя энергия рабочей среды в полости в начальный момент времени;

f3 - функция, определяющая зависимость плотности рабочей среды от ее абсолютного давления и термодинамической температуры;

f4 - функция, определяющая зависимость удельной внутренней энергии рабочей среды от ее абсолютного давления и термодинамической температуры;

pcav0 - абсолютное давление рабочей среды в полости в начальный момент времени;

Tcav0 - термодинамическая температура рабочей среды в полости в начальный момент времени.