Heatflow 是一个简单的热传递模型,模拟了一个温度变化过程,涉及到热流的传递和能量守恒。该模型描述了一个物体在两个热阻(R1 和 R2)的影响下,与外界环境(Tout)进行热交换,最终通过电容 C 影响其内部温度 Tin。
模型代码如下:
model Heatflow
parameter Real R1=10;
parameter Real R2=15;
parameter Real C=1.5;
parameter Real Tout=293.15;
Real Tin(start=315);
Real q1;
Real q2;
equation
q1=(Tout-Tin)/R1;
q2=(Tout-Tin)/R2;
C*der(Tin)=q1+q2;
end Heatflow;
1. 参数定义:
R1 和 R2:这两个参数分别表示热阻的值(单位:K/W),分别为 10 和 15。热阻代表了热流传递的阻碍,值越大,热流传递越困难。
C:电容(单位:J/K),表示物体储存热量的能力。值越大,物体储存的热量越多,温度变化越慢。
Tout:外界环境的温度(单位:K),在模型中初始化为 293.15 K,表示外部环境的温度(大约 20°C)。
2. 状态变量:
Tin:物体的内部温度(单位:K),初始化为 315 K(大约 42°C)。
q1 和 q2:分别表示通过热阻 R1 和 R2 传递的热流量(单位:W)。这两个变量计算的是热流的大小。
3. 方程描述:
热流方程:
q1 = (Tout - Tin) / R1:这是通过热阻 R1 传递的热流量,依据欧姆定律(电流)计算,类似于电流流动的公式,温度差越大,热流越大,且热阻越大时,热流越小。
q2 = (Tout - Tin) / R2:通过热阻 R2 传递的热流量,形式同 q1。