Modelado dinámico de tanque de calentamiento como sistema de primer orden (perfil temperatura lineal)

Antonio Sala, UPV

Dificultad: **** ,       Relevancia: ,      Duración: 12:54

Resumen:

Este material describe el modelado de un sistema de calentamiento como un proceso de primer orden, de forma muy similar al vídeo [term1e]. No obstante, en dicho vídeo se discutía un escenario de agitación perfecta donde la temperatura de salida era exactamente igual a la temperatura “media” del interior del tanque de calentamiento.

El modelado del vídeo arriba referido es aquí resumido en los minutos iniciales de este vídeo, hasta el instante [03:00].

En caso de tanques “alargados”, “no agitados” y “relativamente bien aislados”, el perfil de temperatura podría aproximarse a una linea, de modo que la temperatura “media” (variable de estado de nuestro modelo) fuera $T=0.5(T_{in}+T_{out})$ o, lo que es lo mismo, $T_{out}=2T-T_{in}$. Ello hace necesario introducir modificaciones en la ecuación de estado y de salida de este sistema.

El resultado final resulta tener cierta similaridad con las aproximaciones de Padé del retardo de transporte que hay en las ecuaciones (en derivadas parciales, ver vídeo [termedp]) de una tubería alargada.

La linealización y expresión en función de transferencia ante cada una de las entradas $F$, $T_{in}$ y $Q$ se aborda en el vídeo [ter1ePtf].

Nota: El desarrollo en este vídeo (perfil lineal de temperatura) es un caso particular de los desarrollos con perfil exponencial de temperatura interna, inspirado en la solución estacionaria de las EDO, que se aborda en el vídeo [term1exp], cuya visualización se aconseja. La simulación comparada con otros perfiles de temperatura y con la solución exacta de la ecuación en derivadas parciales de un calentador tubular se discute en el vídeo [term1evsedp].

Colección completa [VER]:

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