Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Регулирование теплообменников смешения⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 11
Регулирование теплообменников смеше- F 1
Во многих задачах регулирования состава или температуры в резервуаре с мешалкой при определении передаточных функций принимают перемешивание идеальным. Тогда объ-ект описывается дифференциальным уравнением первого порядка с постоянной времени, рав-ной времени пребывания в резервуаре. Однако на практике отмечается запаздывание, по исте-чении которого изменение концентрации или температуры питания происходит на выходе из резервуара. Это запаздывание (запаздывание смешения) зависит от размеров резервуара, вяз-кости жидкости, конструкции и скорости вращения мешалки, определяющих интенсивность
Остановимся на особенностях статической характеристики собственно процесса сме-шения. Рассмотрим для примера аппарат непрерывного действия, в котором смешиваются два потока с расходами G1 и G2, температурами θ1 и θ2, удельными теплоёмкостями cp1 и cp2 (рис. 5.2). Пусть задача регулирования состоит в поддержании заданного значения θ0 температу-ры выходного потока путём изменения расхода G1 при условии, что основными источниками возмущений являются расход и температура второго потока G2 и θ2, а температура θ1 и удель-
ные теплоёмкости веществ постоянны и равны θ 10, c p 1 и c p 2. Найдем статические характери-
стики объекта по каналу регулирования G 1 − θ и каналам возмущения G 2 − θ и θ 2 − θ (рис. 5.3). Для этого запишем уравнение теплового баланса:
Анализ зависимостей (5.3) показывает, что даже при обычных возмущениях, наблю-даемых на практике, ошибка в результате линеаризации может оказаться существенной. На-
пример, при увеличении расхода G 2 на 30 % по сравнению с заданным коэффициент усиления
и при отсутствии других возмущений, кроме G2, будет обеспечиваться постоянство выходной температуры.
Наличие других источников возмущения, кроме G2, потребует введение коррекции γ 0,
например, в зависимости от значения выходной температуры θ (см. пример каскадной АСР,
рис. 5.7).
Рассмотрим насколько вариантов систем автоматизации теплообменников смешения и проведем их сравнительный анализ по качеству процессов регулирования. Вариант 1. Задача стабилизации выходной температуры смеси θ решается применени-ем одноконтурной замкнутой системы регулирования, в котором регулирующим воздействи-
ем является расход G 1 (рис. 5.4). Использование регулятора с интегральной составляющей и законе регулирования (ПИ- или ПИД-регулятор) гарантирует поддержание заданного значе-ния θ в установившемся режиме, однако качество переходного процесса может оказаться не-удовлетворительным при большой инерционности канала регулирования и сильных возмуще-ниях.
Рис. 5.4. Функциональная(а)и структурная(б)схемы замкнутой одноконтурной АСР темпе-ратуры в теплообменнике смешения. Вариант 2 включает систему регулирования соотношения расходов G1 и G2 (рис. 5.5). Это разомкнутая система регулирования, способность обеспечить инвариантность регулируе-
мой температуры смеси θ к возмущениям по расходу G 2, однако при наличии любого друго-
го возмущения θ не будет равна заданной.
Вариант 3 (рис. 5,6) отличается компенсатором возмущения по θ 2.Таким образом, дан-
ная система регулирования может обеспечить независимость выходной температуры от двух
основных возмущений G 2 и θ 2. Однако при наличие других возмущений (например, измене-
ние теплопотерь в окружающую среду) температура будет отклоняться от заданной.
Варианты 4 и 5 являются разновидностями комбинированных АСР, в которых обеспе-чивается компенсация основных возмущений и вводится обратная связь по регулируемой ко-ординате.
FFC
Регулятор γ 0
R
G 1
G 2 z
θ
Объект
θ
а б
Рис. 5.5. Функциональная(а)и структурная(б)схемы разомкнутой одноконтурной АСР тем-пературы в теплообменнике смешения.
Вариант 4 – система регулирования соотношения расходов G 1 и G 2 с коррекцией ко-
эффициента по выходной температуре смеси θ (рис. 5,7), т.е. двухкаскадная АСР. Основным (внешним) регулятором является регулятор температуры 1, а вспомогательным (внутренним) – регулятор соотношения 2, осуществляющий компенсацию возмущения по расходу G 2.
а б
Рис. 5.6. Функциональная(а)и структурная(б)схемы разомкнутой АСР температуры в теп-лообменнике смешения с компенсацией двух возмущений:
1 – регулятор соотношения; 2 – компенсатор.
Вариант 5 – система регулирования температуры смеси с коррекцией по двум возму-
щениям G 2 и θ 2, т.е. комбинированная АСР. Динамический компенсатор 2 (рис. 5,8) в данном случае должен содержать вычислительное устройство для расчёта корректирующей поправки
на задание по выходной температуре регулятору 1 в зависимости от температуры и расхода второго потока.
2 FFC
G 1 FE
а
|