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Convective Heat Transfer

対流による熱伝達

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  • Convective Heat Transfer block

ライブラリ:
Simscape / Foundation Library / Thermal / Thermal Elements

説明

Convective Heat Transfer ブロックは、2 つの物体間の流体の動きが原因で生じる対流による熱伝達を表します。伝達はニュートンの冷却の法則で表されます。

Q=k⋅A⋅(TA−TB),

ここで、

  • Q は熱流量です。

  • k は対流の熱伝達係数です。

  • A は表面積です。

  • TA と TB は 2 つの剛体の温度です。

熱伝達係数 k は、定数 ([熱伝達係数] パラメーターで指定) または可変 (端子 K における物理量信号で指定) にすることができます。

[A] と [B] は、対流による熱伝達が間で発生する両側の点に関連付けられた熱保存端子です。このブロックの正方向は端子 [A] から端子 [B] であるため、熱流量は、[A] から [B] へ流れる場合に正となります。

変数

シミュレーションの前にブロック変数の優先順位と初期ターゲット値を設定するには、ブロックのダイアログ ボックスまたはプロパティ インスペクターの [初期ターゲット] セクションを使用します。詳細については、ブロック変数の優先順位と初期ターゲットの設定を参照してください。

ノミナル値は、モデル内で予想される変数の大きさを指定する方法を提供します。ノミナル値に基づくシステムのスケーリングを使用すると、シミュレーションのロバスト性が向上します。ノミナル値はさまざまなソースから得られます。その 1 つがブロックのダイアログ ボックスまたはプロパティ インスペクターの [ノミナル値] セクションです。詳細については、ブロック変数のノミナル値の変更を参照してください。

例

住宅の暖房システム

住宅の暖房システム

この例では、住宅の単純な暖房システムをモデル化する方法を説明します。モデルには、ヒーター、サーモスタットおよび 4 つの部品 (室内の空気、住宅の壁、窓および屋根) からなる家屋構造が含まれています。

リチウムイオン電池パックと故障

リチウムイオン電池パックと故障

この例では、直列に接続された複数のセルで構成される電池パックの効率的なシミュレーション方法について説明します。また、セルの 1 つに故障を発生させて、電池のパフォーマンスとセルの温度への影響を確認する方法についても説明します。効率化のため、直列接続された同じ型のセルは、セルのモデルを単純に直列接続してモデル化するのではなく、単一のセルを使用してモデル化し、セルの数に応じて端子電圧を増加させます。故障は、Cell 10 Fault サブシステムのパラメーターを変更することによって表されます。これにより、容量と開回路電圧の両方が減少し、抵抗値が増加します。

二相流体の冷却

二相流体の冷却

この例では、二相流体コンポーネントを使用して、蒸気圧縮冷却サイクルをモデル化します。コンプレッサーは、冷媒 R-134a を、凝縮器、膨張弁、蒸発器の順に通します。コンプレッサーを出る高温の気体は、環境との熱交換によって凝縮器の中で凝縮されます。冷媒が膨張弁を通ると、圧力が低下します。圧力の低下により、冷媒の飽和温度が下がります。これにより、冷媒は冷却器のコンパートメントから熱を吸収し、それに伴い蒸発器内で沸騰します。その後、冷媒はコンプレッサーに戻り、冷却サイクルが繰り返されます。コントローラーはコンプレッサーのオンとオフを切り替え、冷却器のコンパートメントを希望の温度の範囲内に維持します。

端子

入力

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熱伝達係数を制御する入力物理量信号です。値が [最小熱伝達係数] ブロック パラメーターで指定された下限を外れると、信号が飽和します。

依存関係

この端子を有効にするには、[対流タイプ] パラメーターを [可変] に設定します。

保存

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物体 A に関連付けられた熱保存端子。

物体 B に関連付けられた熱保存端子。

パラメーター

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材料の熱伝達係数をブロック パラメーターとして指定するか、入力信号として指定するかを設定します。

  • 定数 — 熱伝達係数は [熱伝達係数] パラメーターで指定され、シミュレーション中、一定に保たれます。

  • 可変 — 熱伝達係数は端子 K における入力物理量信号によって指定され、シミュレーション中に変動する可能性があります。[最小熱伝達係数] パラメーターは熱伝達係数の下限を指定します。

熱伝達の表面積。

対流の熱伝達係数。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[対流タイプ] を [定数] に設定します。

対流の熱伝達係数の下限。端子 K の入力信号はこの値で飽和し、熱伝達係数がそれ以上下がらないようにします。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[対流タイプ] を [可変] に設定します。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2007b で導入

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参考

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