Sistemas de aire húmedo
Explore ejemplos que ilustran modelado, control y simulación de sistemas de aire húmedo.
Ejemplos destacados
Sistema de climatización de vehículos
En este ejemplo se muestra un modelo de flujo de aire húmedo en un sistema de climatización (calefacción, ventilación y aire acondicionado) de un vehículo. La cabina del vehículo está representada como un volumen de aire húmedo que intercambia calor con el ambiente exterior. El aire húmedo fluye a través de una compuerta de recirculación, un ventilador, un evaporador, una puerta de mezcla y un calentador antes de regresar a la cabina. La compuerta de recirculación selecciona la entrada de flujo desde de la cabina o desde el ambiente exterior. La puerta de mezcla desvía el flujo alrededor del calentador para controlar la temperatura.
Sistema de acondicionamiento de aire de aeronaves
En este ejemplo se muestra un modelo de sistema de acondicionamiento de aire (ECS) de una aeronave, que regula la presión, la temperatura, la humedad y el ozono (O3) para mantener un ambiente cómodo y seguro en la cabina. El turborrefrigerador equipado (ACM) se encarga de la refrigeración y la deshumidificación. Funciona como un ciclo de Brayton inverso para eliminar el calor del aire extraído de motores calientes y presurizados. Parte del aire caliente extraído se mezcla directamente con la salida del ACM para ajustar la temperatura. La válvula de salida de la cabina mantiene la presurización. Este modelo simula la transición del ECS de una condición caliente en tierra a una condición fría en crucero y, vuelta a una condición fría en tierra.
Sistema de celdas de combustible con PEM
En este ejemplo se muestra cómo crear un modelo de pila de celdas de combustible con membrana de intercambio protónico (PEM) con un bloque de Simscape™ personalizado. La celda de combustible con PEM genera energía eléctrica consumiendo hidrógeno y oxígeno, y produciendo vapor de agua. El bloque personalizado representa el conjunto membrana electrodo (MEA) y está conectado a dos redes independientes de aire húmedo: una para el flujo de gas del ánodo y otra para el flujo de gas del cátodo.
Sistema de electrólisis con PEM
En este ejemplo se muestra cómo crear un modelo de un electrolizador de agua con membrana de intercambio protónico (PEM) con un bloque de Simscape™ personalizado. El electrolizador con PEM consume energía eléctrica para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. El bloque personalizado representa el conjunto membrana electrodo (MEA) y está conectado a una red de líquidos térmicos y a dos redes independientes de aire húmedo: la red de líquidos térmicos modela el suministro de agua, la red de aire húmedo del ánodo modela el flujo de oxígeno y la red de aire húmedo del cátodo modela el flujo de hidrógeno.
Respirador médico y modelo de pulmón
En este ejemplo se muestra un modelo de sistema de respirador médico con presión positiva. Se proporciona un caudal preestablecido al paciente. Los pulmones se modelan con el bloque Translational Mechanical Converter (MA), que convierte la presión del aire húmedo a un movimiento de traslación. Al establecer el área de sección transversal de la interfaz en la unidad, el desplazamiento en la red mecánica de traslación representa el volumen, la fuerza representa la presión, a constante del resorte representa la elastancia respiratoria y el coeficiente de amortiguación representa la resistencia respiratoria.
Oxygen Concentrator
Models an oxygen concentrator device coupled to a lung model. One of the two sieves filters out nitrogen from the air to produce concentrated oxygen in the product tank. The two sieves switches periodically so that while one sieve is filtering, the other can purge the adsorbed nitrogen. When the lung model inhales, some of the oxygen-rich gas from the product tank is mixed into the inspiratory flow.
Actuador neumático con humedad
Este ejemplo muestra cómo se pueden utilizar los componentes de aire húmedo de la biblioteca Foundation de Simscape™ para modelar un actuador neumático que opera en un entorno húmedo. Directional Valve es un subsistema compuesto por cuatro bloques Variable Local Restriction (MA). Double-Acting Actuator es un subsistema compuesto por dos bloques Translational Mechanical Converter (MA) en orientación mecánica opuesta.
Pipe Flow with Entrained Water Droplets
Model water droplets that are entrained in a moist air flow. When water vapor condenses in a moist air block, the condensate can become entrained in the moist air flow as small suspended water droplets or ice crystals. In real world systems this can appear as fog. The moist air blocks assume the droplets are small aerosol particles, and take up negligible space. Thus water droplets do not contribute to the specific volume or density of the moist air flow. Furthermore, water droplets are assumed not to affect moist air transport properties such as dynamic viscosity and thermal conductivity. However, water droplets do contribute to the enthalpy and thermal mass of the moist air flow and can therefore affect the temperature variation of the flow. In addition, water droplets can evaporate back into the moist air flow downstream when the relative humidity drops back below saturation. The latent heat for re-evaporation is absorbed from the moist air flow which lowers the moist air temperature.
