Boletín Técnico de Ingeniería
MODELOS SIMPLIFICADOS PARA LA SIMULACION EN TIEMPO REAL DE SISTEMAS
TERMO-ACÚSTICOS
Resumen.- Este documento recoge algunos trabajos efectuados por el autor
(hace algunos años) tomando como base las herramientas matemáticas
desarrolladas en su tesis doctoral, siendo el objetivo presentar un método
sencillo para modelar sistemas termo-acústicos e ilustrar los detalles básicos
con dos ejemplos de aplicación: una máquina termo-acústica elemental
compuesta por una batería de placas rectangulares igualmente espaciadas
sometidas a un gradiente térmico uniforme, y en segundo lugar, un resonador
cilíndrico (abierto en un extremo y cerrado en el otro) incluyendo en
su interior la máquina termo-acústica del ejemplo previo.
Las máquinas termo-acústicas son esencialmente dispositivos de transformación entre dos tipos de energía
(la acústica y la térmica), y su interés radica en que pueden alcanzar altas densidades de potencia manteniendo
a la vez unos niveles de simplicidad y fiabilidad considerables. Como en cualquier máquina térmica,
su comportamiento está gobernado por las leyes de la Termodinámica, y en consecuencia, según sea el sentido
del flujo de calor que se establezca entre los focos térmicos de la máquina, habrá dos modos de funcionamiento:
Por otro lado, la mayoría de los métodos encontrados en la bibliografía para modelar sistemas termo-acústicos
Aquellos centrados en el análisis detallado de los fenómenos físicos subyacentes en su comportamiento, ya
sea mediante herramientas analíticas (ver 2) o numéricas (ver 3).
Aquellos que simplifican el problema acudiendo a modelos algebraicos lineales trabajando en el dominio de
la frecuencia.
Pues bien, el objetivo de este documento es presentar un método alternativo capaz de generar modelos
simplificados (lineales o no) de manera rápida, trabajando en el dominio temporal, y a la vez, de aplicación
al desarrollo de simuladores digitales en tiempo real de sistemas termo-acústicos.
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1. Introducción
CF (CIA) D. PEDRO ANTONIO CASAS ALCAIDE
Doctor Ingeniero Naval por la UPM
como motor y como refrigerador.
se agrupan en dos grandes bloques: