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: (b) com irradiação constante de 900 W / m 2. Em ambos os casos considere T_{i}=60, T_{a}=20 e que a vazão máxima é de 5 l / s.

Passo 1

O enunciado pede para estudar o comportamento de um controlador todo-nada (liga/desliga) sobre a vazão V de forma a manter a temperatura de saída do campo térmico entre 75\,^{\circ}\mathrm{C} e 90\,^{\circ}\mathrm{C}, sob irradiação constante de 900\,\mathrm{W/m^2}, com T_i=60\,^{\circ}\mathrm{C}, T_a=20\,^{\circ}\mathrm{C} e vazão máxima V_{\max}=5\,\mathrm{L/s}.

Passo 2

Para analisar esse controle precisamos do modelo dinâmico do coletor — tipicamente uma equação de balanço de energia do tipo
C\frac{dT}{dt} = G\,A\,\eta(T) - \dot m\,c_p\,(T - T_i) - hA\,(T - T_a),
onde C é a capacitância térmica, G a irradiância, A a área, \eta(T) a eficiência, \dot m a vazão mássica relacionada a V, c_p o calor específico e hA a perda térmica. Sem valores numéricos para C, A, \eta(T), c_p e hA, não há como simular ou analisar o liga/desliga.

Resposta

Não é possível resolver sem o modelo dinâmico completo (equação de balanço e parâmetros C, A, \eta, c_p, hA), pois não há informação suficiente para implementar o controlador todo-nada e prever a evolução de T(t).

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