Dynaamisen lämmönsiirtomallin kehittäminen

Abstract

Dynaamisia simulointimalleja tarvitaan, jotta voidaan tarkastella järjestelmän käyttäytymistä ajan funktiona. Simulointimallilla voidaan simuloida järjestelmän lähtö erilaisilla herätteillä. Mallin avulla saadaan myös tarkempi käsitys järjestelmästä ja sen osa-alueista, koska simulointimallista voidaan tarkastella sellaisia asioita, jotka voivat olla oikeasta järjestelmästä vaikeasti mitattavia. Tässä työssä kehitetään LUT Energian hyötysuhdemittapaikan keskikokoista kalorimetriä approksimoiva dynaaminen lämmönsiirtomalli käyttäen Matlab® Simulink -ohjelmistoa. Kehitetyn lämmönsiirtomallin tarkkuutta arvioidaan todellisella järjestelmällä tehdyillä mittauksilla. Työssä käytetään karkeita approksimaatioita, jotka tulee korvata tarkemmilla matemaattisilla malleilla jatkokehitystä varten. Työssä kehitetty dynaaminen lämmönsiirtomalli approksimoi todellisen järjestelmän vastetta lämmitysvaiheessa keskimääräisenvirheen ±0,19 °C tarkkuudella.

Dynamic simulation models are required to analyze the behaviour of a specific system as a function of time. The model can simulate the system output with different inputs. By creating these kinds of models we can also gain a more defined understanding about different subparts of the system because you can observe parts of the simulated system that would be hard or impossible to measure from the real system. In this bachelor’s thesis work a dynamic heat exchange model is developed to approximate a mid-size calorimeter from LUT Energy department’s efficiency measurement place using Matlab® Simulink software. The accuracy of the developed dynamic heat exchange model is verified by using measurements from the real system. Crude approximations were used in the development of this model and those should be replaced by mathematical models in the next stage of development of this model. The developed heat exchange model approximates the real system with a mean error of ±0,19 °C in the heating phase.