TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Концептуальная модель системы автоматического регулирования температуры жидкости на выходе теплообменника

Теплоноситель - жидкость двигается по змеевику с переменной скоростью W в режиме идеального вытеснения. Змеевик погружен в проточный резервуар, заполненный жидкостью, которая в резервуаре идеально перемешивается. Управление производится изменением скорости движения жидкости по змеевику.

Модель получена при следующих ограничениях:

- тепловые емкости стенок резервуара и змеевика пренебрежимо малы;

потери тепла в окружающую среду пренебрежимо малы;

объем жидкости в резервуаре V1 постоянен и равен 3 м3.

Исполнительный механизм - гидравлический.

Принципиальную схему регулирования температуры жидкости на выходе теплообменника можно представить в виде:

Рис. 1. Принципиальная схема регулирования температуры:

- резервуар; 2 - змеевик; 3 - исполнительное устройство; 4 - регулятор температуры; 5 - датчик температуры.

Функциональную схему регулирования уровня жидкости в резервуаре можно представить в виде:

Рис.2. Функциональная схема системы автоматического управления температурой жидкости на выходе из теплообменника:

λвозм - возмущающее воздействие; λрег - регулирующее воздействие; Твых - сигнал температуры жидкости на выходе; Тзад - сигнал заданной температуры жидкости; Δ - рассогласование; u - сигнал управления.

Содержательное описание объекта регулирования

Рис. 3. Объект регулирования.

Объект регулирования - змеевик, погруженный в проточный резервуар с линиями подвода и отвода жидкости.

Рабочее тело - жидкость.

Регулируемый параметр - температура жидкости на выходе змеевика

Конструктивные параметры объекта:

Длина трубки змеевика L = 2, м;

Сечение трубки змеевика S = 10-4, м2;

Номинальные значения параметров процесса.

Температура охлаждающей воды в резервуаре ΘX = 20 0С;

Номинальный объемный расход охлаждающей жидкости VX = 6.10-4, м3/с;

Плотность охлаждающей воды в резервуаре r = 1000, кг/м3;

Удельная теплоемкость охлаждающей воды сх = 4,2 .103, Дж/(кг.8С)

Температура охлаждаемой жидкости, поступающей в змеевик ΘГ, = 95 0С.

Температура жидкости на выходе змеевика должна быть равной 40 8С;

Коэффициент теплопередачи α = 1.2 . 102 Вт/(м2.8С);

Плотность охлаждаемой жидкости r = 700, кг/м3;

Удельная теплоемкость охлаждаемой жидкости сз = 2,09 .103, Дж/(кг.8С).

Содержательное описание датчика температуры

Датчик температуры формирует на выходе сигнал напряжения, пропорциональный значению температуры жидкости на выходе змеевика.

Содержательное описание регулятора

Регулятор представляет собой типовой электрический ПИД-регулятор, на вход которого поступает сигнал рассогласования, сформированный элементом сравнения «ЭС», как разность сигналов датчика и задатчика, а на его выходе формируется управляющий сигнал в границах ± 10 В.

Содержательное описание исполнительного устройства

Исполнительное устройство включает два согласующих устройства и исполнительный механизм

Функциональная схема исполнительного устройства может быть представлена в виде:

Рис. 4. Функциональная схема исполнительного устройства.

СУ1 - согласующее устройство - используется преобразователь давления, на вход которого поступает сигнал управления, сформированный регулятором «U», в виде напряжения - 0…10В, на выходе формируется сигнал «Р1», в виде давления равный 0,25МПа;

ИМ - гидравлический исполнительный механизм - преобразует сигнал на входе «Р1», в виде давления сформированного на выходе СУ1 и равного 0,25МПа, в сигнал на выходе «Р2», в виде давления, изменяющегося в пределах 2,5…20МПа;

СУ2 - согласующее устройство - используется преобразователь перемещения, на вход которого поступает сигнал, сформированный ИМ в виде давления «Р2», равного 2,5МПа, на выходе формируется сигнал «ХШТ», в виде перемещения штока равного 16мм

Еще статьи

Проектирование избирательного усилителя
Избирательные усилители предназначены для усиления или подавления сигналов в некоторой узкой полосе частот. Частотная избирательность рассматриваемых усилителей создаёт высокую помехозащищённость систем, работающих на фиксированных частотах, что широко используется в устройствах автоматического управл ...

Все права защищены! 2021 - www.techshape.ru