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Thermal Mass

Masas en sistemas térmicos

  • Thermal Mass block

Bibliotecas:
Simscape / Foundation Library / Thermal / Thermal Elements

Descripción

El bloque Thermal Mass representa una masa térmica que refleja la capacidad de un material, o de una combinación de materiales, para almacenar energía interna. La masa y el calor específico del material caracterizan esta propiedad. La masa térmica se describe mediante

Q=cmdTdt,

donde:

  • Q es el flujo de calor.

  • c es el calor específico del material de la masa.

  • m es la masa.

  • T es la temperatura.

  • t es el tiempo.

El parámetro Mass type permite especificar si la masa térmica permanece constante o varía durante la simulación:

  • Constant: la masa térmica se mantiene constante durante la simulación.

  • Variable: la masa térmica puede variar durante la simulación. Si se selecciona esta opción, el parámetro Mass del cuadro de diálogo del bloque se sustituye por el parámetro Minimum mass y una variable de alta prioridad Mass, y el bloque tiene dos puertos de entrada de señal física: Mdot, que especifica el cambio de la masa térmica, y Tin, que especifica la temperatura de la masa entrante. El valor de la señal del puerto Tin no produce efecto alguno cuando la masa térmica es constante o decreciente.

Utilice la opción Variable para modelar sistemas en los que la masa cambie, pero los efectos geométricos sigan siendo insignificantes, como una lavadora que se llena, se calienta y se vacía con una cantidad variable de líquido por ciclo.

De forma predeterminada, el bloque tiene un puerto de transferencia térmica. Dado que la dirección positiva del bloque va desde el puerto hacia el bloque, el flujo de calor es positivo si fluye hacia el bloque.

En algunas aplicaciones, se suele mostrar la masa en serie con otros elementos en el diseño del diagrama de bloques. Para respaldar este caso práctico, el parámetro Number of graphical ports permite mostrar un segundo puerto en el lado opuesto del icono de bloque. La variante de dos puertos es puramente gráfica: los dos puertos tienen la misma temperatura, por lo que el bloque funciona igual tanto si tiene un puerto como si tiene dos. El icono de bloque cambia en función del valor de los parámetros Mass type y Number of graphical ports.

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.

Si establece el parámetro Mass type en Variable, utilice la variable de alta prioridad Mass para especificar el valor inicial de la masa térmica.

Ejemplos

Puertos

Entrada

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Señal física de entrada que especifica el cambio de masa térmica. Utilice la variable de alta prioridad Mass para especificar el valor inicial de la masa térmica.

Dependencias

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

Señal física de entrada que especifica la temperatura de la masa entrante. El valor de la señal del puerto Tin no produce ningún efecto cuando la señal del puerto Mdot es menor que o igual a 0.

Dependencias

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

Transferencia

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Puerto de transferencia térmica que conecta la masa con la red física.

El nombre del puerto no es visible en el icono de bloque, pero puede verlo en el archivo de fuente subyacente, haciendo clic en Source code, en la pestaña Description del cuadro de diálogo del bloque.

Segundo puerto de transferencia térmica que permite conectar la masa en serie con otros elementos del diagrama de bloques. Este puerto tiene la misma temperatura que el puerto M, por lo que la diferencia entre las representaciones de los bloques con uno o dos puertos es puramente gráfica.

El nombre del puerto no es visible en el icono de bloque, pero puede verlo en el archivo de fuente subyacente, haciendo clic en Source code, en la pestaña Description del cuadro de diálogo del bloque.

Dependencias

Para activar este puerto, establezca el parámetro Number of graphical ports en 2.

Parámetros

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Seleccione si la masa térmica puede cambiar durante la simulación:

  • Constant: la masa térmica se mantiene constante durante la simulación.

  • Variable: la masa térmica puede variar durante la simulación. Utilice esta opción para modelar sistemas en los que la masa cambie, pero los efectos geométricos sigan siendo insignificantes, como una lavadora que se llena, se calienta y luego se vacía con una cantidad variable de líquido por ciclo.

Valor de masa. La masa es constante durante la simulación.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca el parámetro Mass type en Constant.

Calor específico del material.

El valor mínimo de masa térmica. El bloque emite un error si la masa térmica cae por debajo de este valor durante la simulación.

Dependencias

Para activar este parámetro, establezca el parámetro Mass type en Variable.

Cómo conectar el bloque al resto del circuito:

  • 1: el bloque tiene un puerto de transferencia que lo conecta al circuito térmico. Si el bloque tiene un puerto, conéctelo a una línea de conexión entre otros dos bloques.

  • 2: si selecciona esta opción, se abre el segundo puerto, que permite conectar el bloque en serie con otros bloques del circuito. Puesto que los dos puertos tienen la misma temperatura, el bloque funciona igual que si tuviera un solo puerto.

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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Consulte también