- •Исходные данные
- •Компонентные уравнения
- •Топологические уравнения Условие равновесия потенциалов:
- •2.2 Описание системы и разработка схемы динамической модели
- •2.3 Построение орграфа гидросистемы
- •Инерционные ветви соединяют узлы, отождествляющие сосредоточенные массы, с базой. Направление всегда от узла к базе.
- •2.5 Использование узлового метода для формирования математической модели
- •2.6 Определение параметров элементов модели гидравлической системы
- •2.7 Использование структурно – матричного метода формирования математической модели
- •4 Моделирование и анализ переходных процессов
- •4.2 Выбор параметров интегрирования
- •4.3 Решение системы дифференциального уравнения методом Эйлера
- •Приложение а
-
Исходные данные
На рисунке 1 представлена принципиальная схема гидравлической системы.
Рисунок 1 – Принципиальная схема
Таблица 1 – Исходные данные
Наименование параметра |
Обозн. |
Номер магистрали |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
Диаметр, м |
dтр |
0,012 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,015 |
0,015 |
Длина, м |
lтр |
2 |
2,1 |
2 |
0,9 |
2 |
0,5 |
Толщина стенки трубопровода, м |
тр |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
Коэф. местных сопротивлений |
|
5 |
3 |
5,5 |
2 |
5,5 |
1,5 |
Давление потребителя, Па |
Р |
0,21 |
0,17 |
0,19 |
0,19 |
0,12 |
--- |
Рабочая жидкость |
Масло веретенное АУ: = 860 кг/м; = м/с; Па |
||||||
Материал трубопровода |
Латунь : Па |
||||||
Коэф. потерь на трение при турбулентном потоке |
|||||||
Номер схемы |
12 |
-
Разработка динамической модели гидравлической системы
-
Компонентные и топологические уравнения гидросистемы
В гидравлической системе фазовая переменная типа потока – расход Q (м/с), а типа потенциала – давление Р (Па).
Компонентные уравнения
Компонентные уравнения инерционного элемента получают на основе уравнения Эйлера
где mг – коэф. массы, кг/м
V – объем жидкости на выделенном участке трубопровода длиной l
A – площадь поперечного сечения трубопровода
mж – масса жидкости на участке трубопровода
Инерционные свойства обусловлены затратами давления на разгон жидкости.
Компонентное уравнение диссипативного элемента получают с учетом уравнения Навье – Стокса
где г – коэф. гидравлического сопротивления, (с Н/м)
- коэф. линеаризованного вязкого трения жидкости
Компонентное уравнение упругого элемента
где сг – коэф. гидравлической жесткости, (Н/м)
Компонентное уравнение упругого элемента
где сг – коэф. гидравлической жесткости, (Н/м)
Топологические уравнения Условие равновесия потенциалов:
Условие непрерывности потока:
2.2 Описание системы и разработка схемы динамической модели
На рисунке 1 приведена принципиальная схема гидравлической системы, состоящей из 5 гидромагистралей потребителей 1, 2, 3, 4, насоса и соединительных магистралей 5, 6. При построении динамической модели учтем, основные свойства гидравлической системы. Будем считать магистрали сравнительно короткими и рассмотрим их как дискретные элементы, наделенные инерционными и диссипативными свойствами. Длина соединительной магистрали 6 незначительно меньше магистралей потребителей, поэтому в первом приближении массой жидкости в ней нельзя пренебречь.
Внешнее воздействие на гидросистему создаются потребителями и насосом, причем воздействие потребителей представляет собой источники потенциалов, а воздействие насоса – источник потока. Источники потенциалов описываются функциями давления pi = f(t), характеризует потери напора в гидроаппаратах потребителей, а источник потока описывается функцией расхода (подачей насоса) Qn = const.
Упругий элемент, учитывающий сжимание газожидкостной смеси, и деформирование стенок трубопровода подключают в точку ветвления гидравлической магистрали.
На рисунке 2 представлена схема динамической модели гидросистемы.
Рисунок 2 – Схема динамической модели гидросистемы