Thermal Mass
R2026b열 시스템의 질량
Thermal Mass block
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라이브러리:
Simscape /
Foundation Library /
Thermal /
Thermal Elements
설명
Thermal Mass 블록은 물질 또는 여러 물질의 조합이 내부 에너지를 저장하는 능력을 반영하는 열 질량을 표현합니다. 이 속성은 물질의 질량과 비열로 특징지어집니다. 열 질량은 다음으로 기술됩니다.
여기서 각각은 다음과 같습니다.
Q는 열 유동입니다.
c는 질량 물질의 비열입니다.
m은 질량입니다.
T는 온도입니다.
t는 시간입니다.
질량 유형 파라미터를 사용하면 시뮬레이션 중에 열 질량이 일정하게 유지되는지 또는 변하는지 지정할 수 있습니다.
상수— 시뮬레이션 중에 열 질량이 일정하게 유지됩니다.가변— 시뮬레이션 중에 열 질량이 변할 수 있습니다. 이 옵션을 선택하면 블록 대화 상자의 질량 파라미터가 최소 질량 파라미터 그리고 우선 순위가 높음으로 설정된 질량 변수로 대체되며, 블록은 다음 두 개의 물리 신호 입력 포트를 가지게 됩니다. Mdot은 열 질량의 변화를 지정하고, Tin은 유입 질량의 온도를 지정합니다. 열 질량이 일정하거나 감소하는 경우 포트 Tin에서의 신호 값은 아무런 영향을 주지 않습니다.
질량은 변하지만 기하학적 영향은 무시할 수 있는 시스템을 모델링하려면 가변 옵션을 사용하십시오. 예를 들어, 각 사이클 동안 액체의 양이 변하는 세탁기에서 물이 채워지고 가열된 후 배출되는 과정을 모델링할 때 이 옵션을 사용할 수 있습니다.
기본적으로 이 블록에는 1개의 열 에너지 보존 포트가 있습니다. 이 블록에서 양의 방향은 포트에서 블록으로 향하는 방향이기 때문에, 열이 블록으로 유입되면 열 유동은 양수입니다.
일부 응용 사례에서는 관례적으로 블록 다이어그램 레이아웃에서 질량을 다른 요소와 직렬로 표시합니다. 이 활용 사례를 지원하기 위해 그래픽 포트 수 파라미터를 통해 두 번째 포트를 블록 아이콘의 반대쪽에 표시할 수 있습니다. 2-포트 형태는 순전히 그래픽 표현을 위한 것입니다. 두 포트는 온도가 동일하므로 포트가 하나이든 두 개이든 블록은 동일하게 동작합니다. 블록 아이콘은 질량 유형 및 그래픽 포트 수 파라미터의 값에 따라 달라집니다.
변수
시뮬레이션 전에 블록 변수의 우선 순위와 초기 목표값을 설정하려면 블록 대화 상자 또는 속성 인스펙터의 초기 목표값 섹션을 사용합니다. 자세한 내용은 블록 변수에 대한 우선 순위 및 초기 목표값 설정하기 항목을 참조하십시오.
공칭 값은 모델에서 변수의 예상 크기를 지정하는 방법을 제공합니다. 공칭 값을 기반으로 시스템 스케일링을 사용하면 시뮬레이션 강인성이 향상됩니다. 공칭 값은 다른 소스에서 가져올 수 있으며, 그중 하나가 블록 대화 상자 또는 속성 인스펙터의 공칭 값 섹션입니다. 자세한 내용은 Modify Nominal Values for a Block Variable 항목을 참조하십시오.
질량 유형 파라미터를 가변으로 설정하는 경우, 우선 순위가 높음으로 설정된 질량 변수를 사용하여 초기 열 질량 값을 지정하십시오.
예제
주택 난방 시스템
이 예제는 단순한 주택 난방 시스템을 모델링하는 방법을 보여줍니다. 모델은 난방기와 온도 조절 장치, 네 부분(실내 공기, 집의 벽, 창문, 지붕)으로 이루어진 주택 구조를 포함합니다.
모터 열 회로
이 예제는 집중 파라미터 모델을 사용하여 브러시리스 서보 모터의 열 동작을 시뮬레이션하는 방법을 보여줍니다. 고정자 철 스택, 고정자 권선 및 회전자에서의 전력 손실로 인해 생성된 열은 세 가지 열 유동 소스, 즉 고정자 철손(Q_Iron), 권선 전력 손실(Q_Wind), 자화 전류 및 와전류 회전자 손실(Q_Rotor)로 표현됩니다. 손실은 모터의 일반적인 사이클 시뮬레이션 중에 기록되었으며 motor_losses.mat 파일에 저장되었습니다. 모터 열 회로는 열 전도율, 열 질량 및 대류 열 전달을 나타내는 블록으로 구성되어 모터 부품(권선, 고정자 철, 모터 케이스, 회전자, 전면 및 후면 베어링 플레이트, 모터 마운팅 플랜지)의 열 경로를 재현합니다. 모터는 케이스-대기, 플랜지-대기, 후면 플레이트-대기 접촉을 통해 대기와 열을 교환합니다. 주변 조건은 이상적인 온도 소스를 300K로 설정하여 시뮬레이션됩니다.
