Sistemas de gas
Explore ejemplos que ilustran modelado, control y simulación de sistemas de gas.
Ejemplos destacados
Circuito con accionamiento neumático
Este ejemplo muestra cómo se pueden utilizar los componentes de la biblioteca Foundation > Gas para modelar un actuador neumático. El subsistema oculto Directional Valve se creó a partir de bloques Variable Local Restriction (G) para modelar la apertura y el cierre de los conductos. El subsistema oculto Double-Acting Actuator se creó a partir de bloques Translational Mechanical Converter (G) para modelar la interfaz entre la red de gas y la red mecánica de traslación.
Circuito con motor neumático
Este ejemplo muestra cómo se puede modelar un motor de paletas neumático usando lenguaje de Simscape™. El componente de un motor neumático se crea utilizando la libreria Foundation para el dominio de los gases en Simscape. Hereda de la clase básica foundation.gas.two_port_steady, que contiene ecuaciones comunes que implementan el caudal de energía ascendente y las propiedades de los gases en los puertos. La subclase Pneumatic Motor implementa ecuaciones que describen comportamientos específicos para el componente, como las características del par motor y del caudal, y el equilibrio entre masa y energía. El bloque Pneumatic Motor se inserta en el modelo usando el bloque Simscape Component sin necesidad de generar una biblioteca separada.
Flujo estrangulado en un orificio para gas
Este ejemplo muestra el comportamiento de estrangulamiento de un orificio para gas basado en el modelo del bloque Local Restriction (G). Los bloques de Controlled Reservoir (G) se utilizan para establecer una presión controlada y unas condiciones límite de temperatura desde el subsistema Reservoir Inputs para probar el orificio para gas.
Ciclo Brayton (turbina de gas) con componentes personalizados
En este ejemplo se muestra una unidad de potencia auxiliar (APU) de una turbina de gas basada en el ciclo Brayton. Los bloques Compressor y Turbine son componentes personalizados basados en la biblioteca Foundation > Gas de Simscape™. La entrada de energía al sistema está representada por la introducción de calor a la cámara de combustión; la química de combustión real no se muestra en el modelo. Un eje simple conecta el compresor con la turbina, de manera que la potencia de la turbina acciona el compresor. La APU es una turbina libre que expande aún más el flujo de escape para producir energía de salida.
Ventilación de edificios
En este ejemplo se muestra un circuito de ventilación de un edificio. El volumen de aire del interior del edificio se divide en cuatro zonas. La unidad de ventilación introduce aire frío en la zona 1 y extrae aire de la zona 3. Opcionalmente, el aire extraído puede reciclarse en la zona 1. En la zona 4, se puede abrir una puerta para ventilar el aire hacia la atmósfera.
Gamma Stirling Engine
Model a Gamma Stirling engine using gas, thermal, and mechanical Simscape™ components and domains.
Fanno Flow Gas Pipe Validation
The Fanno flow model is an analytical solution of an adiabatic (perfectly insulated) compressible perfect gas flow through a constant area pipe with friction. This example shows a comparison and validation of the Simscape™ Pipe (G) block against the Fanno flow model. While you typically need empirical data to validate a block over a range of scenarios, it may still be useful to perform limited validation against analytical models for specific scenarios. This is because the theory and derivation behind the analytical model may provide more insight into where the block works well and how to address limitations. The comparison shows that, for short to moderate pipe lengths, the Simscape pipe model agrees well with the Fanno flow model. For long pipe lengths, a segmented pipe model agrees well with the Fanno flow model.
Compressor Map with Scattered Lookup
Gas flow through a compressor which is modeled using a simple controlled mass flow rate source. The compressor map that governs this mass flow rate is modeled using the PS Scattered Lookup (2D) block whose data coordinates are the pressure ratio (Pa/Pa) and the engine RPM, and the output is the mass flow rate (kg/s). The scattered lookup block performs delaunay triangulation on the input data (which is shown in plots below), and uses this to interpolate and calculate the mass flow rate based on the input. Scattered lookup allows modeling of the compressor even if the data provided is in an unstructured format.
