Механический преобразователь (поступательное движение) (П)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Механический преобразователь (поступательное движение) (П) моделирует преобразование давления газа в механическую силу и наоборот для систем поступательного 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.

Cкорость поршня (7):

(7)#\[\nu=\frac{dx}{dt}\]

Объём камеры (8):

(8)#\[V=V_{dead} + S \cdot x\]

где:

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

x - положение поршня.

Уравнение силы (9):

(9)#\[F = S \cdot (p-p_{env})\]

где:

p - давление в камере, [Па];

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

Важно

Блок Механический преобразователь (поступательное движение) (П) не имеет механических упоров, для ограничения движения поршня требуется установить их в блоке Масса, соединенном с выходным портом поршня.

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Начальное смещение поршня	0.1	-	м
Площадь поршня	0.015	-	\(м^2\)
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
Сила	Выход	-	Н	Поступательное движение

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