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Système de refroidissement moteur

Cet exemple montre comment modéliser un système de refroidissement moteur de base au moyen de blocs Thermal Liquid personnalisés. Une pompe à cylindrée fixe achemine l’eau à travers le circuit de refroidissement. La chaleur provenant du moteur est absorbée par l’eau de refroidissement et dissipée à travers le radiateur. La température du système est régulée par le thermostat qui détourne le flux vers le radiateur uniquement lorsque la température est supérieure à un seuil.

Parmi les blocs Thermal Liquid personnalisés, citons les blocs Fixed-Displacement Pump, Fluid Jacket, Radiator et Thermostat. Cliquez sur le lien du code source dans la boîte de dialogue du bloc pour examiner le code et voir comment les blocs existants de la bibliothèque Thermal Liquid peuvent être modifiés afin de s'adapter à une application donnée.

Les blocs Fluid Jacket et Radiator sont issus du bloc Pipe (TL). Ces composants représentent un volume interne de liquide afin de modéliser les effets de la compressibilité dynamique et de la capacité thermique au moyen d’équations de conservation de la masse et de l'énergie. Les priorités par défaut en matière de pression et de température sont définies sur le paramètre élevé pour établir les conditions initiales de l’état liquide.

Le bloc Fixed-Displacement Pump est issu du bloc Mass Flow Rate Source (TL). Le bloc Thermostat est issu du bloc Local Restriction (TL). Les deux composants sont supposés contenir un volume négligeable de liquide. Par conséquent, ils sont supposés être quasiment stables.

Les quatre composants héritent des classes de base foundation.thermal_liquid.two_port_dynamic ou foundation.thermal_liquid.two_port_steady, qui implémentent des équations communes afin de calculer le débit d'énergie sur la base d'une méthode de stabilisation UPWIND lissée. Cette méthode opère une convection aval de l'énergie, ce qui permet une propagation correcte de l'information à travers le réseau de liquide thermique.

Modèle

Sous-système Engine

Résultats de simulation enregistrés par Simscape

Ces tracés illustrent l’effet produit par l’ouverture du thermostat dans le système de refroidissement du moteur. La température du piston augmente régulièrement jusqu’à l'ouverture du thermostat. Le débit du liquide de refroidissement dans le radiateur augmente alors fortement tandis que le débit du liquide de refroidissement dans le tuyau de dérivation diminue. Étant donné que le liquide de refroidissement qui traverse le radiateur libère de la chaleur dans l'atmosphère, la température du piston augmente plus lentement.

Ce tracé indique la densité du liquide de refroidissement en différents points du système de refroidissement au cours du temps. La densité du liquide de refroidissement varie au sein du réseau en fonction de la température et de la pression en présence.

Propriétés du fluide