HS – Ротор





Порты, Свойства, Параметры, Совместимые блоки, Математическая модель, Сопутствующие материалы
палитра схема

Описание

Блок реализует динамическую модель ротора (вала), как вращающейся массы (например, ротора турбины, вала насоса и т.д.). Является связующим звеном при организации механической связи блоков.

На рисунке 1 показан пример механического соединения вала турбины с валом компрессора при помощи блока ротора. В приведённой расчётной схеме ступень турбины передаёт на ротор вращающий момент, а компрессор напротив передаёт момент сопротивления. С учётом всех действующих на ротор моментов, включая собственный момент трения, определяется текущая частота вращения.

Рисунок: Пример механической связи вала турбины с валом компрессора при помощи ротора



Момент трения ротора рассчитывается по формуле: Mtr = K⋅(A0+A1wотн+A2wотн2+...+Anwотнn),

где Ai - безразмерные коэффициенты полинома;

wотн - относительная частота вращения;

K - коэффициент усиления [Н⋅м].

Если для ротора и присоединённого к нему оборудования установлены разные значения номинальных частот вращения, то подразумевается, что между ротором и оборудованием установлен идеальный редуктор. В этом случае передача моментов между блоками происходит с учётом коэффициента передачи редуктора.

При задании свойства Внешний расчёт частоты частота вращения ротора и подключённых к нему агрегатов определяется свойством Начальная частота вращения (относительная), то есть может быть задана непосредственно в свойствах блока или рассчитана в ином месте, например, в скрипте или схеме автоматики.

Порты наверх ↑

  • MPORT - механический порт для подключения совместимых блоков
  • MPORT1 - механический порт для подключения совместимых блоков

При помощи свойства Количество механических портов возможно задание произвольного количества механических связей для блока.

Свойства наверх ↑

Название Имя Описание Способ расчёта
Количество механических портов NMech Определяет число подключённых к ротору агрегатов Константа
Внешний расчёт частоты IsRemote Даёт возможность осуществлять внешний расчёт текущей частоты вращения ротора и, следовательно, подключённых к нему агрегатов Константа
Начальная частота вращения (относительная) w0 В случае внешнего расчёта частоты определяет текущую частоту вращения, в остальных - только начальную Переменная
Номинальная частота вращения, Гц wn Номинальная частоат вращения ротора Константа
Момент инерции ротора, кг·м² J Момент инерции ротора относительно оси вращения Переменная
Коэффициент усиления полинома для вычисления момента трения, Н·м² Mtr_K   Константа
Безразмерные коэффициенты полинома для вычисления момента трения Mtr_Ai Размерность массива определяет порядок полинома для вычисления момента трения. Элементы массива в формуле для вычисления момента трения располагаются при wотн по возрастанию степени, то есть: Mtr = K·(Mtr_Ai[0] + Mtr_Ai[1]·wотн + Mtr_Ai[2]·wотн² + … + Mtr_Ai[n]·wотн) Константа
Момент страгивания, Н·м Mstr   Константа
Порог частоты страгивания (относительной) wstr   Константа
Минимально возможная относительная частота вращения ротора w_min   Константа
Максимально возможная относительная частота вращения ротора w_max   Константа

Параметры наверх ↑

Название Имя Описание
Частота вращения абсолютная, Гц _w_abs  
Частота вращения относительная _w_otn  
Суммарная мощность, Вт _power  
Суммарный момент, Н·м _moment  
Мощность на трение, Вт _ntr  
Момент трения, Н·м _mtr  

Совместимые блоки наверх ↑

При помощи механических связей блок может соединяться со следующими блоками:

Математическая модель наверх ↑

В рамках модели происходит решение уравнения моментов с учётом инерции, момента сопротивления трения и текущих значений всех моментов подключённых агрегатов. Результатом решения уравнения моментов является абсолютная частота вращения вала.

если MΣ+ > Mстр и wотн > wстр, то:


( 1 )

где wстр – относительная частота страгивания ротора;

wном – номинальная частота вращения ротора [Гц];

MΣ+ – сумма положительных моментов, действующих на ротор, от подключённых к нему агрегатов [Н·м];

NМС – число агрегатов, подключённых к ротору;

Mагрj – момент от j-го агрегата, подключённого к ротору [Н·м];

Mтр – момент трения ротора [Н·м];

J – момент инерции ротора относительно оси вращения [кг·м²].

Сопутствующие материалы наверх ↑