Estude o comportamento do sistema com o uso de um controle todo-nada atuando na vazão V para manter a temperatura de operação da saída do campo entre 75 e 90 graus, supondo a situação: (a) com irradiação constante de
. Em ambos os casos considere
e que a vazão máxima é de
.
Passo 1
O problema pede para estudar o comportamento dinâmico de um coletor solar onde a vazão
é comandada por um controle todo-nada de forma a manter a temperatura de saída
sempre entre
C e
C, para o caso em que a irradiação é constante e igual a
. Temos as condições de entrada
, temperatura ambiente
e vazão máxima
.
Passo 2
Para modelar o sistema e simular o controle todo-nada, precisaríamos escrever a equação de balanço de energia do coletor, tipicamente da forma
onde
é a densidade do fluido,
é o calor específico,
é a área do coletor,
é a eficiência ótico-térmica dependente da temperatura média,
representa as perdas térmicas para o ambiente.
Passo 3
Observamos que, para resolver quantitativamente (isto é, obter tempos de subida de
C a
C e de descida de
C a
C sob a ação do controle), faltam valores numéricos fundamentais:
-
e do fluido circulante, - área
do campo solar, - curva de eficiência
, - coeficiente de perda térmica
.
Sem esses dados não é possível integrar a equação dinâmica nem calcular os instantes de comutação do controle todo-nada.
Resposta
Não há dados suficientes (densidade, calor específico, área, eficiência e perdas térmicas) para fazer a simulação numérica e determinar o comportamento temporal do sistema com o controle todo-nada.