Заттың өзгермейтін агрегатты күйін құбырқаптамалы жылуалмастыруының сызбасы

23.1-сурет

Технологиялық үрдіс: өзгермейтін агрегатты күйімен, θ^шығ жылуалмасудың көмегімен, G температураға дейін G_т технологиялық ағынды қыздыру

Тиімділік көрсеткіші: θ^шығ.

Басқару мақасты: ұстап тұру ^вшығ= θ_зд.

Физикалық үрдістің негізінде математикалық сипаттамасы.

Жылутасымалдау қозғалысын тоққақарсымен жүреді θ_т^кір, θ_т^шығ, θ^кір, θ^шығ.

Үрдістің қозағылс күші: (23.1)

мұнда .

Аппараттың жылу жүктемесі: (23.2) Q(дж/с) мынаны анықтайды G_т^эфф и G^эфф жылу балансын негізінде:

(23.3а)

(23.3б)

(23.4а)

(23.4б)

Келу уақытынң тиімдісі:

. (23.5)

Жылу балансының негізінде математикалық сипаттама.

Динамика теңдеуі:

(23.6)

Сатистика теңдеуі , кезінде :

(23.7)

Екі теңдеуді қолданып алатынымыз: (23.8)

Нысанның ақпараттық сызбасы.

23.2-сурет

• Басқарылатын мүмкін әрекеттер: .

• Бақыланатын мүмкін әрекеттер .

• Бақыланбайтын мүмкін әркеттер: .

• Басқарылатын мүмкін айнымалылар:

Нысанның динамикалық ситпаттамасын талдау

Қалыптасқан түрде динамиканың теңдеуі.

(23.9).

Осы теңдеуден канал бойынша нысанның теңдеуі келесі түрде жазылады , апериодты тізбектегі 1қатырдың математикалық моделі:

(23.10),

мұнда: ; .

Нысан көліктік кешугілерден тұрады:

(23.11),

Мұнад V_труб - құбырөткізгіш көлемі.

Мұндай жағдайда, канал бойынша нысанның динамикасы апериодты тізбектің 1 қатарының математикалық моделімен сипатталынады:

(23.12).

Нысанның стаикалық сипаттамасын талдау.

Статиканың теңдеуінен ^шығ:

(23.13).

• Канал бойынша статикалық сипаттама сызықты: .

• Канал бойынша статикалық сипаттама сызықтсыз: .

• Статикалық сипаттаманы келесі қатынаспен сызықтану қажет G , шығын қатынасын тұрақтауды енгіземіз: , онда алатынымз:

(23.14).

• Тейлор қатарымен сызықталған статикалық сипаттама:

(23.15).

• Барлық мүмкін кіріс айнымалылар арқылы шығыс айнымалылардың өсуі сызықталған түрі:

(23.16)

Құбырқаптамалы жылуалмасуды автоматтандырудың типтік сызбасы

23.3-сурет

Автоматтандырудың типті тапсырмасы.

Құбырқаптамалы жылуалмасуды автоматтандырудың типті шешімі реттеудің жүйесі, бақылау, дабыл және қорғаныс.

1. Реттеу

2. Температураны реттеу жылуалмасудың берілісі бойынша G_т - құбырқаптамалы жылуалмасуда қыздыру үрдісін тиіміділігін реттеу Бақылау.

• шығындар - G_т, G;

• температуралар - ;

• қысым - Р_т, Р.

3. Дабылдау.

• Тапсырмадан ауытқу ^вых;

• Технологиялық ағынның шығыны бірден құлдилауы G , бұл кезде «қорғаныс сызбасы» дабылы қалыптасады

4. Қорғаныс жүйесі.

«Қорғаныс сызбасы» дабылы бойынша – жылуалмасудың магистралі өшіріледі G_т.

Дәріс 24. Булысұйықты жылуалмасуды автоматтандыру

Булысұйықты жылуалмасудың сызбасы

24.1-сурет

• Жылуалмасу құбыры бойынша жіберілетін (қыздырылатын сұйықтың) технологиялық ағыны G_ж .

• Агрегатты күйі өзегертін жылутаратқыш қызыдырылатын бу) G_п құбырарасындағы кеңістік бойынша жіберіледі.

• Тиіміділік көрсеткіші: .

• Басқару мақсаты: ұстап тұру .

Физика үрдісінің негізініде математикалық сипаттама.

• Жылутаратқыштың булы фазасынан жылуберілісі:

(24.1)

• Жылутартқыштың сұйық фазасынан жылуберілісі:

(24.2)

мұнда: -уақыт бірлігінде жылутаратқыштың конденсаты мен булы фазадан келіп түсетін жылу мөлшері дж/с;

- жылутартқыш конденсаты мен булы фаза үшін жылуберіліс коэффициенті дж/(м²*К^*с);

- жылутартқыш конденсаты мен булы фаза үшін жылуберіліс беті м²;

- конденсаттан сұйық технологиялық ағынға, булы фазадан сұйық технологиялық ағынға жылу берілісі кезінде орташа қозғалатын күш

Жалпы жылу жүктемесі булысұйықтты жылуалмасу:

(24.3)

• Мұнда , онда конденсаттан қарағанда булы фазаның жылуберілісінің интенсивттілігі жылуберілісітен жоғары болады.

• Сондықтан көлеміге Q келесі қатынас әсер береді F_п /F_к, ол конденсаттың деңгейіне тәуелді болады:

(24.4а).

Мұнда и (24.4б)

• Бұл теңдеулерден жалпы жылу жүктеу Q конденсаттың деңгейінеде тәуелді болады h_к:

(24.4в),

• Q(дж/с) анықтайды G_п^эфф и G_ж^эфф жылу баланстың негізінде:

(24.5а);

(24.5б);

(24.6а);

(24.6б),

Кезінде h_к =h_эфф.

• Уақыт тиімділігі:

. (24.7).

Булысұйықты жылуалмасудың жылу балансы.

Динамика теңдеуі:

Тұжырымдайтынымыз: бу қыздырылған және конденсат суытылады :

(24.8).

Статистика теңдеуі :

(24.9)

Осы теңдеулерді пайдалана отырып, алатынымыз:

. (24.10),

мұнда ,кезінде P_п _кип r_п .

Динамика теңдеуі:

, (24.11),

Статистика теңдеуі : (24.12)

Осы теңдеулерді пайдалана отырып басқарылатын әрекеттер G_к.