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Conductive Heat Transfer

Transferencia de calor por conducción

  • Conductive Heat Transfer block

Bibliotecas:
Simscape / Foundation Library / Thermal / Thermal Elements

Descripción

El bloque Conductive Heat Transfer representa una transferencia de calor por conducción entre dos capas del mismo material. Para una superficie plana, la transformada de Fourier describe la transferencia,

Q=kAD(TATB),

donde:

  • Q es el flujo de calor.

  • k es la conductividad térmica del material.

  • A es el área normal a la dirección del flujo de calor.

  • D es la distancia entre capas, es decir, el espesor del material.

  • TA es la temperatura de la capa A.

  • TB es la temperatura de la capa B.

La conducción del calor a través de la pared de una tubería redonda es

Qcyl=2πkLln(doutdin)(TATB),

donde:

  • L es la longitud de la tubería.

  • din es el diámetro interno.

  • dout es el diámetro externo.

Puede especificar la conductividad térmica utilizando el parámetro Conductivity type:

  • Constant: la conductividad térmica permanece constante durante la simulación. Puede especificar la conductividad térmica utilizando el parámetro Thermal conductivity.

  • Variable input: puede especificar la conductividad térmica utilizando la señal física de entrada en el puerto K, que puede variar durante la simulación. El parámetro Minimum thermal conductivity especifica el límite inferior de la señal física.

  • Tabulated data: puede especificar la conductividad térmica utilizando una tabla de búsqueda basada en la temperatura. En este caso, la conductividad térmica también puede variar durante la simulación.

La opción Tabulated data usa la temperatura media del bloque para encontrar la conductividad térmica. Para una geometría plana de la pared, la temperatura media es

Tavg=TA+TB2.

Para una geometría cilíndrica de la pared, la temperatura media es

Tavg=(TATB)(doutdoutdin1ln(doutdin))+TB,

que presupone que TB se encuentra dentro del cilindro.

A y B son puertos de transferencia térmica asociados a las capas de material. Dado que la dirección positiva del bloque va desde el puerto A al puerto B, el flujo de calor es positivo si fluye desde A hacia B.

Variables

Para establecer la prioridad y los valores objetivo iniciales para las variables del bloque antes de la simulación, utilice la sección Initial Targets en el cuadro de diálogo del bloque o de Property Inspector. Para obtener más información, consulte Establecer la prioridad y los valores objetivo iniciales para variables de bloque.

Los valores nominales ofrecen una forma de especificar la magnitud prevista de una variable en un modelo. Usar el escalado del sistema basado en valores nominales aumenta la solidez de la simulación. Los valores nominales pueden provenir de distintas fuentes, una de las cuales es la sección Nominal Values en el cuadro de diálogo del bloque o de Property Inspector. Para obtener más información, consulte Modify Nominal Values for a Block Variable.

Ejemplos

Puertos

Entrada

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Señal física de entrada que controla la conductividad térmica. La señal se satura cuando el valor se encuentra fuera del límite mínimo especificado por el parámetro Minimum thermal conductivity.

Dependencias

Para activar este puerto, establezca el parámetro Conductivity type en Variable input.

Transferencia

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Puerto de transferencia térmica asociado con la capa A.

Puerto de transferencia térmica asociado con la capa B. Para una geometría cilíndrica de la pared, la capa B se encuentra en la capa interior.

Parámetros

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Indica si se especifica la conductividad térmica como:

  • Constant: la conductividad térmica permanece constante durante la simulación. Puede especificar la conductividad térmica utilizando el parámetro Thermal conductivity.

  • Variable input: puede especificar la conductividad térmica usando la señal física de entrada en el puerto K, que puede variar durante la simulación. El parámetro Minimum thermal conductivity especifica el límite inferior de la señal física.

  • Tabulated data: puede especificar la conductividad térmica utilizando una tabla de búsqueda basada en la temperatura. En este caso, la conductividad térmica también puede variar durante la simulación.

Forma de la pared para la conducción del calor, especificada como:

  • Planar: la transferencia del calor se realiza a través de una pared plana y rectangular. Especifica el área y el grosor de la pared.

  • Cylindrical: la transferencia del calor se realiza a través de la pared de una tubería redonda. Especifica el diámetro interno, el diámetro externo y la longitud de la tubería.

Área normal de transferencia de calor a la dirección del flujo de calor.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Wall geometry en Planar.

Grosor del material, es decir, la distancia entre capas.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Wall geometry en Planar.

Diámetro interno de la tubería, es decir, el diámetro de la capa interna del material.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Wall geometry en Cylindrical.

Diámetro externo de la tubería, es decir, el diámetro de la capa externa del material.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Wall geometry en Cylindrical.

Longitud de la tubería.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Wall geometry en Cylindrical.

Conductividad térmica del material.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Conductivity type en Constant.

Límite inferior para el valor de la conductividad térmica. La señal de entrada en el puerto K se satura en este valor para evitar que la conductividad térmica siga disminuyendo.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Conductivity type en Variable input.

Valores del vector de conductividad térmica que se corresponden con los valores del parámetro Temperature vector. El tamaño del vector debe ser igual al parámetro Temperature vector. El bloque realiza una tabla de búsqueda de una dimensión de la conductividad térmica usando la temperatura media del bloque, la interpolación lineal y la extrapolación más cercana. Para obtener más información sobre los algoritmos de interpolación y extrapolación, consulte PS Lookup Table (1D).

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Conductivity type en Tabulated data.

Valores del vector de temperatura que se corresponden con los valores del parámetro Thermal conductivity vector. El vector debe ser estrictamente creciente. Los valores pueden estar separados de manera no uniforme. El vector debe contener al menos dos valores.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca Conductivity type en Tabulated data.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++
Genere código C y C++ mediante Simulink® Coder™.

Historial de versiones

Introducido en R2007b

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