Механический преобразователь (вращательное движение) (П)#

block

Внешний вид блока в REPEAT VISION#

 Блок Механический преобразователь (вращательное движение) (П) моделирует преобразование давления газа в механическую силу и наоборот для систем вращательного движения.

 Давление и температура изменяются в зависимости от сжимаемости и теплоемкости объема газа.

1.Уравнения сохранения массы (1):

(1)#\[\dot{m}=\frac{\delta M}{\delta p}\cdot\frac{dp}{dt}+\frac{\delta M}{\delta T} \cdot \frac{dT}{dt}+\rho \cdot \frac{dV}{dt}\]

где:

 \(\dot m\) - массовый расход через пневматический порт, [кг/с];

 \(\delta M/ \delta p\) - частная производная массы газа по давлению при постоянной температуре и объёме;

 \(\delta M/ \delta T\) - частная производная массы газа по температуре при постоянном давлении и температуре;

 p - давление среды в камере, [Па];

 T - температура среды в камере, [℃];

 \(ρ\) - плотность среды в камере, [кг/м\(^3\)];

 V - объем камеры, [м\(^3\)].

 Для идеального газа (2), (3):

(2)#\[\delta M/ \delta p=V \cdot \frac {\rho}{p}\]
(3)#\[\delta M/ \delta T=-V \cdot \frac {\rho}{T}\]

2. Энергетический баланс

 Закон сохранения энергии (4):

(4)#\[\phi+Q=\frac {\delta U}{\delta p}\cdot\frac{dp}{dt}+\frac {\delta U}{\delta T}\cdot\frac{dT}{dt}+\rho \cdot h \cdot \frac{dV}{dt}\]

где:

 \(\frac {\delta U}{\delta p}\) - частная производная внутренней энергии газа по давлению при постоянной температуре и объёме;

 \(\frac {\delta U}{\delta T}\) - частная производная внутренней энергии газа по температуре при постоянном давлении и температуре;

 Q - тепловой поток через тепловой порт;

 h - удельная энтальпия газа;

 \(\phi\) - поток энергии через входной порт.

 Для идеального газа (5), (6):

(5)#\[\delta U/ \delta p=V \cdot (\frac {h}{Z\cdot R \cdot T}-1)\]
(6)#\[\delta U/ \delta T=V \cdot \rho \cdot (c_p - \frac {h}{T})\]

где:

 Z - коэффициент сжимаемости;

 R - удельная газовая постоянная;

 h - энтальпия среды в камере;

 \(c_p\) - удельная изобарная теплоемкость.

Угловая скорость поршня (7):

(7)#\[\omega=\frac{d\theta}{dt}\]

Объём камеры (8):

(8)#\[V=V_{dead} + D \cdot \theta\]

где:

 V\(_{dead}\) - мертвый объем, [м\(^3\)];

 \(\theta\) - угол поворота, [рад].

Уравнение момента вращения (9):

(9)#\[\tau = D \cdot (p-p_{env})\]

где:

 p - давление в камере, [Па];

 p\(_{env}\) - давление внешней среды, [Па].

1.  Свойства#

Свойство

Значение по умолчанию

Описание

Единицы измерения

Начальный поворот

0.1

-

рад

Объемное перемещение

0.001

-

м\(^3\)/рад

Мертвый объем

1e-6

-

м\(^3\)

Площадь проходного сечения входного порта

0.01

-

м\(^2\)

Тип избыточного давления внешней среды:
Атмосферное давление;
Пользовательское давление

Атмосферное давление

-

-

Избыточное давление внешней среды, доступно когда Тип избыточного давления внешней среды - Пользовательское давление

10000

-

Па

Начальная температура газа в камере

20.0

-

°C

Начальное избыточное давление газа в камере

0.0

-

Па

2.  Входы и выходы#

Параметры

Вход/Выход

Описание

Единицы измерения

Тип порта

Массовый расход

Вход

-

кг/с

Пневматика

Тепловой порт

Вход

-

-

Теплопередача

Момент вращения

Выход

-

Н \(\cdot\) м

Вращательное движение

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков