模型计算原理

    

    将上述柱塞泵热传递结点模型用于液压系统动态温度计算时，其计算原理描述如下：

    1）泵发热量E0按比例分配给下列结点

    （1）泵的出口流体结点（k1）。

    （2）壳体回油流体结点（k2）。

    

图11.2　简化的柱塞泵传热学模型关系图

图中：TF为流体结点温度；TF0为流体结点初始温度；TF（L）为上游流体结点温度；TM为质量结点温度；MF为流体结点质量；MM为泵质量结点质量；cPF为流体比热容；cPM为泵体质量结点比热容；R1为热传导系数；B1、B2、B3、B4为对流换热系数；C0为辐射换热系数；G1、G2、G3、G4为质量传递换热系数，G=ρQcPF；ρ为流体密度；Q为流体体积流量；TA为周围大气温度；Ts为周围结构温度；E为传递的热量（功率）；Δt为时间步长。

    （3）泵的质量结点（k3）。

    2）对入口流体结点应考虑下列热交换

    （1）与上游流体结点的热交换（G1和R1）。由于入口流体沿着流动方向的热传导很小，因此可以忽略，即

    

    （2）与内部质量结点的热交换（B1）

    

    （3）与出口流体结点的热量传输（G4）

    

    （4）从壳体到泵入口的质量传输（G2）

    

    传入入口流体结点的热量使得入口流体结点（F1）的温度升高，因此

    

    3）对出口流体结点应考虑下流热交换

    （1）部分泵发热量（k1）

    

    （2）与内部质量结点的热交换（B2）

    

    （3）与入口流体结点的质量传输（G4）

    

    （4）与壳体回油流体结点的质量传输（G3）

    

    传入出口流体结点的热量使得出口流体结点（F2）的温度升高，因此

    

    4）对泵壳体回油流体结点应考虑下列热交换

    （1）部分泵发热量（k2）

    

    （2）与泵出口流体结点的质量传输（G3）

    

    （3）与内部质量结点的热交换（B3）

    

    （4）与泵入口流体结点的质量传输（G2）

    

    传入泵壳体回油流体结点的热量使得壳体回油流体结点（F3）的温度升高，因此

    

    5）对泵体质量结点应考虑下列热交换

    （1）部分泵发热量（k3）

    

    （2）与出口流体结点的热交换（B2）

    

    （3）与入口流体结点的热交换（B1）

    

    （4）与壳体回油流体结点的热交换（B3）

    

    （5）与周围大气的热交换（B4）

    

    （6）与周围结构的热交换（C0）

    

    传入泵的质量结点的热量使得泵的质量结点（M）的温度升高，所以

    

    整理计算：

    将式（11.1）～式（11.4）代入式（11.5），并展开整理可得入口流体结点方程

    

    将式（11.6）～式（11.9）代入式（11.10），并展开整理可得出口流体结点方程

    将式（11.11）～式（11.14）代入式（11.15），并展开整理可得壳体回油流体结点方程

    

    将式（11.16）～式（11.21）代入式（11.22），并展开整理可得质量结点方程