Modelación matemática y simulación de la ecuación diferencial de transferencia de calor de una aleta rectángular de área constante y longitud "L" con simulink

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Title: Modelación matemática y simulación de la ecuación diferencial de transferencia de calor de una aleta rectángular de área constante y longitud "L" con simulink
Authors: Andocilla López, Jaime Eduardo
Carrera Andrade, Adrián Alejandro
Advisor: González Hernández, Galo Javier
Abstract: Conocer los principios básicos de la disipación de calor que pueden ser encontrados en motores eléctricos, radiadores, computadoras, refrigeradoras, intercambiadores de calor, entre otras, es una de las áreas de estudio de la transferencia de calor, que usa aletas o superficies extendidas para cumplir el proceso de la transferencia. El análisis de este fenómeno aplicando la ecuación general de la transferencia de calor (mencionada en diferentes libros y manuales que estudian aletas rectangulares en procesos de transferencia de calor) para superficies extendidas rectangulares de área constante y longitud “L” genera una interrogante ¿Es posible modelar tal ecuación en diferentes ecuaciones parciales para tener un modelo matemático que nos ayude al análisis, evaluación y programación de un sistema de bloques a ser computarizado en SIMULINK y MATLAB? El estudio utiliza diferencias finitas que surgen de la ecuación diferencial de transferencia de calor para aletas rectangulares y muestra cómo el programa de MATLAB trabaja internamente en su hoja de cálculo. También estas diferencias finitas serán utilizadas para obtener un sistema de ecuaciones que sirve para el análisis teórico de la transferencia de calor en superficies extendidas y posteriormente en la respectiva comparación de resultados y curvas. Es necesario indicar que la investigación es unidimensional y toma en cuenta una aleta rectangular de superficie constante y longitud “L” aplicable a cualquier tipo de material. Las curvas a ser graficadas y evaluadas serán mediante el software de MATLAB y su aplicación de SIMULINK, y son presentadas para unas mejor visualización usando el comando GUIDE de MATLAB.
Translated abstract: Learn the basic principles of heat dissipation to be found in electric motors, heaters, computers, refrigerators, heat exchangers, etc., it is an area of study of the heat transfer, using fins or extended surfaces to comply with the process of transfer. The analysis of this phenomenal using the general equation of the heat transfer (which is mentioned in different books and manuals study rectangular fins in the heat transfer process) for rectangular extended surfaces of constant section and length “L” produces the following question ¿Is it possible modeling this equation in different partial equations to get a mathematic model for the analysis, evaluation and programming of a block system to be computerized in SIMULINK and MATLAB? The study shall use finite differences based on differential equation of heat transfer for rectangular fins to show how the program of MATLAB works internally in its spread sheet. Also these finite differences will be used to get a system equations that will help in the theoretical analysis of heat transfer in extended surfaces and after for the respective comparison of results and curves. It is necessary indicating that the investigation is one-dimensional and takes into consideration a rectangular fin of constant section and length “L” applicable to any kind of material. The curves to be plotted and evaluated will be given by MATLAB and SIMULINK, and for a better performance these shall be shown using the command GUIDE of MATLAB.
Keywords: MECÁNICA
MODELOS MATEMÁTICOS
ECUACIONES DIFERENCIALES
MECÁNICA APLICADA
MATEMÁTICAS - MÉTODOS DE SIMULACIÓN
MATLAB
Issue Date: Apr-2015
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/8923
Language: spa
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