Иванова Г.В. Автоматизация технологических процессов - файл Met1_ATPOXP.DOC

приобрести
Иванова Г.В. Автоматизация технологических процессов
скачать (909.3 kb.)
Доступные файлы (2):
Met1_ATPOXP.DOC3330kb.25.11.2007 10:52скачать
Met2_ATPOXP.DOC3253kb.25.11.2007 10:52скачать

Met1_ATPOXP.DOC

1   2   3   4   5   6   7

Материалы к лекции №3


Типовая схема процесса перемещения. Трубопровод как объект управления

Типовая схема процесса перемещения жидкости.


1.Объект управления - схема, приведенная на рис.1.





Рис.1.


Из емкости 1 насосом 2 по трубопроводу 3 жидкость перекачивается в емкость 4.


2. Показатель эффективности процесса - расход Q.


3. Цель управления процессом Q=Qзд.


4. Анализ типовой схемы как объекта управления:

Основные элементы, подлежащие анализу - трубопровод 3 и насос 2.

Основные параметры трубопровода как объекта управления.


,

где Q –расход, м^3/с, v - скорость потока, м/с.






pгс = pск + pтр + pмс






где  = f(Re,l) - коэффициент трения.


pмс = мс*pск,
где мс - коэффициент местного сопротивления.


pпод = *g*h


pдоп = p2 – p1







N = pобщ*Q/(10^3*),

= н*п*д,:

где - полный к.п.д., насоса; н - к.п.д. насоса; п - к.п.д. передачи;

д - к.п.д. двигателя.

Схема трубопровода как объекта управления

для типовой схемы процесса перемещения жидкости.



Рис.1.

Математическое описание статики объекта.


  1. Материальный баланс для трубопровода (рис.1) на основании условия неразрывности струи:

Sa*va = Sb*vb (1)

Из (1) получим :

va = Sb*vb/ Sa (1б).

Обозначим Sb / Sa = m (1в).


  1. Энергетический баланс - уравнение Бернулли:


(2)

Подставим в (2) выражение для скорости потока в сечении «а» на основании (1б):

(3)

Подставим в (3) вместо vb его выражение из соотношения для объемного расхода в сечении «b»:

Qb = vb*Sb;

откуда

vb =Qb / Sb:

(4)

Преобразуем выражение (4) с учетом (1в) к виду:

(5)

Решим выражение (5) относительно Qb:

(6)

Линеаризованные выражения мат. модели статики

на основании разложения в ряд Тейлора:


1.Через приращения и частные производные:




2.Через приращения и коэффициенты усиления:




Информационная схема объекта управления.



Рис.2.









Математическое описание динамики объекта.




Рис.3



(1).



(2).



(3).



(5).



(6),
где
.
  1. Материалы к лекции №4


Автоматизация центробежных насосов


Основные показатели работы насосов






(1)
где чл.1 - высота подъема жидкости в насосе;

чл.2 - разность пьезометрических напоров;

чл.3 - разность динамических напоров.



(2).


(3).


(4).
где ?v = Q/QТ - объемный к.п.д.;

- гидравлический к.п.д.

?мех - механический к. п. д.






Схема центробежного насоса.




  1. - корпус;

  2. - рабочее колесо;

  3. - привод насоса;

  4. - линия всасывания;

  5. – патрубок нагнетания.


Рис.1.



















Основные характеристики

центробежных насосов.



Рис.4.1.


  1. Зависимость напора от производительности - Н=f1(Q);

  2. Зависимость мощности на валу насоса от производительности - Nе = f2(Q);

  3. Зависимость к.п.д. насоса от производительности : н=f(Q).



Работа насосов на сеть.



Рис.5.1.


Нсг + k*Q2 ;

где Нг - геометрическая высота подачи;

k*Q2 =hп - потери напора в сети

()А - рабочая точка, обеспечивающая максимальную производительность насоса Q1 при работе на данную сеть.

Совместная работа насосов

при параллельном соединении.



Рис.6.1.





Совместная работа насосов

при последовательном соединении.


Рис. 6.2.



Схема регулирования на основе стабилизации Qн =Qс

(метод дросселирования).


Рис.7.1



Характеристики работы на сеть

при регулировании подачи насоса методом дросселирования.

Рис.7.2.




.

Схема регулирования на основе стабилизации Hн =Hс

(метод байпассирования).


Рис7.3.


Qб - байпасный поток;

Qн - производительность насоса;

Qс=Qн-Qб - производительность сети;

Нсн.


Характеристики работы на сеть

при регулировании подачи насоса методом байпассирования.



Рис.7.4.




.

Система наиболее экономична, если .

Схема регулирования производительности насоса

на основе стабилизации н = с.



Рис.7.5.



Теоретические аспекты.


(7.1).


Характеристики работы на сеть



Рис.7.6.
Исходные данные для решения задачи:


Постановка задачи:

Решение задачи

Найдем частоту n1, при которой характеристика Нн=f(Q) пройдет через точку С, для чего выполним следующие построения.

На основании соотношений (7.1) можно записать:
(7.2).
Из (7.2) выразим Н:
(7.3).
Выражение (7.3) описывает параболу подобия 3 на рис.7.5, которая пересекает характеристику насоса (n) в точке А с параметрами QА и НА при условии =const.



На основании соотношений (7.1) можно записать:
,
откуда при известных Qс, QА и n получим n1:
(7.4).



(7.5).


.
Типовая схема автоматизации процесса перемещения жидкости

центробежным насосом.




Рис. 8.1


Типовое решение автоматизации процесса перемещения жидкости

центробежным насосом.


  1. Регулирование.




  1. Контроль.




  1. Сигнализация.

Сигнализации подлежат все контролируемые параметры:

температуры - t > tпред;

давления - P < Pпред;

расходы - Q < Qмин (наличие потоков масла и охлаждающей жидкости).


  1. Система защиты.

По сигналам «В схему защиты» - отключается действующий насос и включается резервный.
  1. 1   2   3   4   5   6   7


    Материалы к лекции №3
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации