6. Классификация объектов управления. Регулирование давления. Ур-е динамики

Классиф: по колич-ву ругелир велечин объекты управл бывают: с одной или несколькими велечин-и. Объ-ты бывают простые (описыва-ся диф урав-ми 1 и 2 порядка) и сложные (описыв-ся более высокими порядками). Объекты бывают с распределе-ми (опис-ся в частных произв-ых) и расредоточе-ми парам-ми (обыкнове-ми диф ур-ми).

Классификация:

9. По характеру протекания технологического процесса (Циклические, Непрерывно-циклические,Непрерывные)

10. По характеру установившегося значения выходной величины объекта (Объекты с самовыравниванием-после нарушения равновесия возвращается к нужному состоянию самостоятельно, без участия человека, Объекты без самовыравнивания)

11. По структуре объекта (Без запаздывания, С запаздыванием)

12. По количеству входных и выходных величин и их взаимосвязи (Одномерные-один вход и один выход, Многомерные многосвязные – когда наблюдается взаимное влияние технологических параметров друг на друга, Многомерные несвязные - взаимосвязь между каналами которых мала)

13. По виду статических характеристик и характеру математических соотношений (линейные, нелинейные)

14. По распределенности объекта управления (локальные, распределенные ОУ)

15. По типу стационарности (стационарные, нестационарные – параметры объекта с течением времени изменяются, н-р, самолет, масса которого меняется)

16. По направлению действия (Прямого и обратного действия)

Объект регулирования- ёмкость с газом. Поведение ид газов описывается ур-ем Менделеева-Клапейрона. pV=MRT, где

p-давление,V-объем,M-число молей газа,R-универсальная газовая постоянная 8,31Дж/К моль.Т-абс.темп-ра.

М=m/μ-число граммов=молекулярному весу.

ρ- плотность

1-вх параметр

2-вых праметр

G- Массовый расход

F проходное сечение

Ур-е статики емкости: G1= G2

Ур-е динамики ; m=(pVμ)/RT. Примем V,T=const, тогда . , где с- постоянная расхода,Δр-перепад давления,Q-объемный расход.G=Qρ , при р2=0, то . .

. Отсюда . Подставляем в ур-е динамики: Приведем к виду: Разделим на

11. Основы теории массообмена. Ур-е переноса массы, материальный баланс, движущая сила.

В подготовке и переработке нефти используется большое число диффузионных процессов, таких как: абсорбция (поглощение из газа жидкостями), адсорбция (поглощение на поверхности), десорбция (поглощенное вещ-во покидает пов-ть адсорбента), ректификация (способ разделения жидких смесей), экстракция (извлечение). Во всех процессах имеет место передачи в-ва из одной фазы в др. Матем модели таких процессов строят на основе законов теории массообмена. МАССООБМЕН – процесс переноса вещ-ва из области более высокой концентрации в обл-ть менее высокой конц. Различают молекулярную диффузию (ск-ть =0) и конъюнктивную (в движущейся среде). Молекулярная описывается 1-м законом Фика:

- для неподвижной среды,

где  - диффуз-й поток (кол-во вещ-ва переносимого через единицу повер-ти за единицу времени, D – коэф-т молекул диф-ии – хар-ет способность вещ-ва проникать в какую-либо среду («-» - знак связан с уменьшением градиента по длине диффузии), c – конц-ция, n – единица длины пути диффузионного вещ-ва, М – кол-во вещ-ва, F – пов-ть нормальная к напр-ию.

Коэф-т молек-ой диффузии D опр-ют по справочникам или рассчит-ют по формулам:

Движущей силой яв-ся gradС.

Опр-м ур-ие переноса массы, т.е. дифференц-ое ур-ие конвективной диффузии. D=const ᵞ=0

ур-ие показ-ет распред-ие концен-ии С компонента в движущ-ся потоке при неустановив-ся прецесе переноса.ω-ск-ть.τ-время. Для установившегося процессса dС/dn=0.для неподвижной среды ск-ть =0.

2 закон Фика:

Чтобы опр-ть напр-ие процесса и его скорость, необ-мо знать равновесные концентрации или зав-ть равновесных конц-ций y^* распределенного вещ-ва в одной фазе от рабочей конц-ции в другой фазе:

y^*=f(x)

Для идеального раствора, если его темп-ра выше критич-ой темп-ры раствор-ся газа, прим-ся закон Генри, по кот-му парциальное давление раствор-го газа пропорц-но его молекул-ой доле в растворе.

р^*=Е*x, Е – константа Генри.

Критич-ая темп-ра – темп-ра выше кот. газ при увеличении дав-ия не сжимается.

Если темп-ра идеального растора ниже критич-ой темп-ры газа, то происходит конденсация газа. Сис-ма подчи-ся закону Рауля:

Р_i=р⁰_i*x_i

Для двухкомпонентной системы состава А и В уравнение кривой равновесия:

 - относительная летучесть компонента

1 –рабочая линия, 2 – линия равновесия

∆х,∆у – движущая сила м/у рабочей и равновесной конц-ей.

Движущие силы массообмена опред-ся разностью м/у рабочей и равновесной конц-ей:

у = у_р – у^*, х = х_р – х^* , где у_р, х_р – равновес. конц-ии; х,у – рабоч. конц-ии.

Зависимость м/у рабочими концентрациями определяется из ур-я материального баланса:

где G_x, G_y-расходы 1-й и2-й фазы; x_н,к- начальные и конечные концентрации компонентов в 1-й фазе, y_н,к- –//– во 2-ой фазе.

Ур-ие массопередачи:

где dG – кол-во в-ва переходящий из одной фазы в др.

dt - время массопереноса, dF – поверхность, кх и ку – коэф-ты массопередачи

m – сonst равновесия, - коэф. массоотдачи