Engineering
Silnik hydrauliczny
Zasil silnik o stałej chłonności z linii 150 bar przez kryzę wlotową i pozwól mu spływać przez drugą: swobodny ustala się tam, gdzie dwa dławienia i tarcie zużywają ciśnienie zasilania, zamknięta prędkość tego bilansu. Obciąż hamulec i odczytaj, jak różnica ciśnień rośnie, aż D dp / 2 pi zrówna się z hamulcem plus tarciem; obciąż powyżej momentu zasilania, a silnik stanie. Napędzaj wał z zewnątrz, a maszyna stanie się pompą, podnosząc wylot ponad wlot; napędzaj szybciej, niż wlot może zasilić, a linia wlotowa opróżni się do ciśnienia pary, niedobór rozliczony jako kawitacja. Praca zasilania i zewnętrzna jest rozliczana z dławieniem, przeciekami, ciepłem i energią zmagazynowaną.
Co się dzieje
Silnik zębaty o chłonności 50 cm³ na obrót stoi między linią wlotową zasilaną ze 150 bar przez kryzę i linią wylotową spływającą przez drugą. Komory przepuszczają D·ω/2π, moment idealny to D·Δp/2π, przecieki skrośne i do obudowy rozładowują linie, tarcie Coulomba trzyma stan przyczepności, hamulec i moment zewnętrzny obciążają wał. Symplektyczny półkrok 20 µs bierze strumień komór przy prędkości z połowy kroku i moment przy ciśnieniach z połowy kroku, tak że bilanse hydrauliczny i mechaniczny zgadzają się dokładnie; gdy napędzające obciążenie żąda więcej, niż kryza wlotowa może dostarczyć, linia wlotowa opróżnia się do ciśnienia pary, a niedobór jest rozliczany jako kawitacja.
Co wypróbować
Pozwól silnikowi biec swobodnie i porównaj z prędkością ze wzoru; obciąż hamulec do zatrzymania; potem napędzaj wał z zewnątrz i patrz, jak staje się pompą, i mocniej, aż wlot zakawituje.
Model i jego ograniczenia
Skupione linie o stałym module, przecieki laminarne, kryzy turbulentne, para przy zerowym ciśnieniu bezwzględnym bez dynamiki odgazowania, sztywny wał. Sprawności są te tej wyidealizowanej maszyny.
Równania modułu
Równania Q_m = D·ω/2π, T_i = D·(p_in − p_out)/2π Q_in = C_d·A_in·√(2(p_s − p_in)/ρ), Q_out = C_d·A_out·√(2p_out/ρ) J·dω/dt = T_i + T_ext − T_f·sgn ω − T_b·sgn ω − c·ω p_s·Q_in + T_ext·ω = ΔE_k + ΔE_p + Q_in_loss + Q_out_loss + Q_leak + Q_cav + Q_heat
