Sistemi ad aria umida
Scoprire gli esempi che illustrano la modellazione, il controllo e la simulazione di sistemi ad aria umida.
Esempi in primo piano
Sistema HVAC del veicolo
Questo esempio modella il flusso di aria umida in un sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC) di un veicolo. L’abitacolo del veicolo è rappresentato come un volume di aria umida che scambia calore con l'ambiente esterno. Prima di rientrare nell’abitacolo, l'aria umida passa attraverso una bocchetta di ricircolo, una ventola, un evaporatore, uno sportello di miscelazione e un riscaldatore. La bocchetta di ricircolo seleziona l'ingresso del flusso dall’abitacolo o dall'ambiente esterno. Lo sportello di miscelazione devia il flusso intorno al riscaldatore per controllare la temperatura.
Aircraft Environmental Control System
Models an aircraft environmental control system (ECS) that regulates pressure, temperature, humidity, and ozone (O3) to maintain a comfortable and safe cabin environment. Cooling and dehumidification are provided by the air cycle machine (ACM), which operates as an inverse Brayton cycle to remove heat from pressurized hot engine bleed air. Some hot bleed air is mixed directly with the output of the ACM to adjust the temperature. Pressurization is maintained by the outflow valve in the cabin. This model simulates the ECS operating from a hot ground condition to a cold cruise condition and back to a cold ground condition.
Sistema di celle a combustibile PEM
Questo esempio mostra come modellare uno stack di celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEM) con un blocco Simscape™ personalizzato. La cella a combustibile PEM genera energia elettrica consumando idrogeno e ossigeno e producendo vapore acqueo. Il blocco personalizzato rappresenta l'assieme membrana-elettrodo (MEA) ed è collegato a due reti di aria umida separate: una per il flusso di gas dell'anodo e una per il flusso di gas del catodo.
Sistema di elettrolisi PEM
Questo esempio mostra come modellare un elettrolizzatore dell'acqua a membrana a scambio protonico (PEM) con un blocco Simscape™ personalizzato. L'elettrolizzatore PEM consuma energia elettrica per dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno. Il blocco personalizzato rappresenta l'assieme membrana-elettrodo (MEA) ed è collegato a una rete di liquido termico e a due reti di aria umida separate: la rete di liquido termico modella l'alimentazione idrica, la rete di aria umida dell'anodo modella il flusso di ossigeno e la rete di aria umida del catodo modella il flusso di idrogeno.
Medical Ventilator with Lung Model
Models a positive-pressure medical ventilator system. A preset flow rate is supplied to the patient. The lungs are modeled with the Translational Mechanical Converter (MA), which converts moist air pressure into translational motion. By setting the Interface cross-sectional area to unity, displacement in the mechanical translational network becomes a proxy for volume, force becomes a proxy for pressure, spring constant becomes a proxy for respiratory elastance, and damping coefficient becomes a proxy for respiratory resistance.
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.
Pneumatic Actuator with Humidity
How the Simscape™ Foundation Library moist air components can be used to model a pneumatic actuator operating in a humid environment. The Directional Valve is a subsystem composed of four Variable Local Restriction (MA) blocks, and the Double-Acting Actuator is a subsystem composed of two Translational Mechanical Converter (MA) blocks in opposite mechanical orientation.
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.
