Engineering
Гідромотор
Живіть гідромотор сталого робочого об’єму від лінії 150 бар через вхідний отвір і зливайте через інший: на вільному ходу він встановлюється там, де два дроселі і тертя з’їдають тиск живлення, — швидкість цього балансу в замкненій формі. Навантажте гальмо і прочитайте, як росте перепад тиску, доки D dp / 2 pi не зрівняється з гальмом і тертям; навантажте понад момент живлення — і він зупиниться. Крутіть вал зовні — машина стане насосом і підніме вихід над входом; крутіть швидше, ніж може подати вхід, — вхідна лінія спорожніє до тиску пари, а нестача запишеться як кавітація. Робота живлення і зовнішня робота зводяться з дроселюванням, витоками, теплом і запасеною енергією.
Що відбувається
Шестеренний мотор 50 см³ за оберт стоїть між вхідною лінією, що живиться від 150 бар через отвір, і вихідною, що зливається через інший. Камери пропускають D·ω/2π, ідеальний момент дорівнює D·Δp/2π, міжпортові і корпусні витоки стравлюють лінії, кулонівське тертя тримає стан спокою, гальмо і зовнішній момент навантажують вал. Симплектичний підкрок 20 мкс бере витрату камер за швидкості середини кроку і момент за тисків середини кроку, тож гідравлічний і механічний баланси сходяться точно; коли обганяюче навантаження просить більше, ніж може подати вхідний отвір, вхідна лінія спорожнюється до тиску пари, а нестача записується як кавітація.
Що спробувати
Дайте мотору вільний хід і порівняйте з формулою швидкості; навантажуйте гальмо до зупинки; потім крутіть вал зовні і дивіться, як він стає насосом, і сильніше — до кавітації входу.
Модель та її обмеження
Зосереджені лінії зі сталим модулем пружності, ламінарні витоки, турбулентні отвори, пара за нульового абсолютного тиску без динаміки виділення, жорсткий вал. ККД — цієї ідеалізованої машини.
Рівняння модуля
Рівняння 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
