Feuchtluftsysteme
Erkunden Sie Beispiele, die die Modellierung, Regelung und Simulation von Feuchtluftsystemen veranschaulichen.
Enthaltene Beispiele
Lüftungs- und Klimaanlage eines Fahrzeugs
Dieses Beispiel modelliert den Feuchtluftstrom in der Lüftungs- und Klimaanlage eines Fahrzeugs. Die Fahrzeugkabine wird als Feuchtluftvolumen dargestellt, das Wärme mit der äußeren Umgebung austauscht. Die Feuchtluft strömt durch eine Umluftklappe, ein Gebläse, einen Verdampfer, eine Mischklappe und einen Erhitzer, bevor sie in die Kabine zurückgeführt wird. Die Umluftklappe entscheidet, ob die Luft aus dem Innenraum oder aus der Außenumgebung angesaugt wird. Die Mischklappe leitet den Luftstrom um den Erhitzer herum, um die Temperatur zu regeln.
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.
PEM-Brennstoffzellensystem
Dieses Beispiel zeigt, wie ein PEM-Brennstoffzellenstapel (Proton Exchange Membrane, Protonenaustauschmembran) mit einem benutzerdefinierten Simscape™-Block modelliert wird. Die PEM-Brennstoffzelle erzeugt elektrische Energie, indem sie Wasserstoff und Sauerstoff verbraucht und Wasserdampf erzeugt. Der benutzerdefinierte Block stellt die Membran-Elektroden-Einheit (Membrane Electrode Assembly, MEA) dar und ist mit zwei separaten Feuchtluftnetzen verbunden: eines für den Anodengasfluss und eines für den Kathodengasfluss.
PEM-Elektrolysesystem
Dieses Beispiel zeigt, wie ein PEM-Wasserelektrolyseur (Proton Exchange Membrane, Protonenaustauschmembran) mit einem benutzerdefinierten Simscape™-Block modelliert wird. Der PEM-Elektrolyseur verbraucht elektrische Energie, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Der benutzerdefinierte Block stellt die Membran-Elektroden-Einheit (Membrane Electrode Assembly, MEA) dar und ist mit einem Wärmeträgerflüssigkeits-Netz und zwei separaten Feuchtluftnetzen verbunden: Das Wärmeträgerflüssigkeits-Netz modelliert die Wasserversorgung, das Anoden-Feuchtluftnetz modelliert den Sauerstofffluss und das Kathoden-Feuchtluftnetz modelliert den Wasserstofffluss.
Modell eines Beatmungsgeräts mit Lungen
In diesem Beispiel ist ein Überdruck-Beatmungssystem modelliert. Der Patient wird mit einer voreingestellten Durchflussrate beatmet. Die Lungen sind mit dem Block „Translational Mechanical Converter (MA)“ modelliert, der Feuchtluftdruck in Translationsbewegung umwandelt. Durch die Einstellung der Querschnittsfläche der Schnittstelle auf 1 wird die Verschiebung im Netz für mechanische Translation zu einem Ersatzwert für das Volumen, die Kraft zu einem Ersatzwert für den Druck, die Federkonstante zu einem Ersatzwert für die Atemelastanz und der Dämpfungskoeffizient zu einem Ersatzwert für den Atemwiderstand.
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.
