Министерство науки и образования Украины

Одесская национальная морская академия

Курсовая работа

По дисциплине СУЕ та ЗСУ

« Система регулирования температуры

масла в теплообменнике »

Выполнил к-т

гр. 2341

Зайцев О. В.

Проверил:

Михайленко В.С.

Одесса - 2014

Аннотация

В данной курсовой работе будет подробно рассмотрена система регулирования температуры масла. Эта системы обеспечивает заданный температурный режим масла, входящего в двигатель. Этим обеспечивается вязкость масла. В данной работе объектом управления будет являться теплообменник. Так же будет приведена принципиальная схема и построена функциональная. Одними из частей курсовой работы являются автоматизация этой системы и ее алгоритмизация. Произведутся расчеты всех настроек данной САР и моделирование в среде Matlab.

Содержание

1.Основные характеристики данной схемы

1.1Принципиальная схема

1.2 Принцип действия системы

2. Автоматизация системы

2.1 Автоматизированная принципиальная схема

2.2 Функциональная схема

2.3 Датчики

3.Алготимизация.

3.1 Описание алгоритма.

3.2 Логическая схема алгоритма

4. Выбор типа регулятора и модулирование

системы в среде MATLAB

Заключение

Список литературы

1.Основные характеристики данной схемы

Система регулирования температуры циркуляционного масла пред­назначена для поддержания его заданного температурного уровня на входе в двигатель. Выбор этого параметра в качестве регулируемого объясняется необходимостью подачи масла в двигатель требуемой вязкости. При этом сам двигатель не является объектом регулирова­ния, поскольку он — потребитель масла, и все процессы теплообме­на, происходящие в нем, непосредственно не складываются на вели­чине регулируемого параметра масла. В качестве объекта регулирова­ния в системе смазки двигателя применяется теплообменник (масло — охлаждающая вода), в котором балансируется подводимая и отводи­мая теплота относительно масла при сохранении заданного значения его температуры на входе в двигатель.

Сторону подвода теплообменника представляет тепловой поток, поступающий в него с нагретым маслом от двигателя:

qпод = см Gм (tм2 — tм1 ), (10.25)

где см — удельная теплоемкость масла; Gм — расход масла через теплооб­менник; tм2 — температура масла на выходе из двигателя и равная тем­пературе масла на входе в теплообменник; tм1 — температура масла на выходе из теплообменника, равная температуре масла на входе в двигатель.

Температура масла tм2 характеризует нагрузку системы его охлажде­ния. Так как tм1 является регулируемым параметром, то подводимый к теплообменнику поток теплоты можно представить следующей линей­ной зависимостью:

qпод = а — Ь tм1 (10.26)

^{4 /}

где а = с Gм tм2; Ь = см Gм — теплоемкость прокачиваемого масла.

Графическое представление уравнения (10.26) представляет статическую характеристику подвода энергии относительно объекта регулирования.

Масло в теплообменнике охлаждается обычно забортной водой. Ко­личество теплоты, уносимое водой из теплообменника можно предста­вить зависимостью

qотв = ((KTFT)/2) [ (tм2 - tм1) - (t32 + t31) ] , (10.27)

где KT и FT — коэффициент теплопередачи и поверхность охлаждения теплообменника; t32 и t31— температура забортной воды после и пе­ред теплообменником.

Учитывая, что tм1 — регулируемый параметр, можно отводимый тепловой поток представить линейной зависимостью

qотв = mtм1 — d, (10.28)

^{4 /}

где т = (кт Fт / 2) (t32 + t31— tм2) и d = ((KTFT)/2)

Графическое представление этой зависимости является статичес­кой характеристикой отвода тепловой энергии от объекта.

Теплообменник в системе смазки обладает положительным само- выравниванием и является статически устойчивым объектом.

На судах широко используются способ регулирования температуры масла: перепуском забортной воды (смотри схему).

Этот способ регулирования обеспечивает постоянство расхо­да масла через двигатель G_m. Существенное значение для нормальной работы системы регулирования температуры масла имеют скорость и температура забортной воды, прокачиваемой через теплообменник. На всех режимах (и особенно на режимах малой нагрузки двигателя) должна быть обеспечена скорость воде, препятствующая интенсив­ному отложению солей в трубках теплообменника.

Принцип действия:

Трехходовой клапан с гидравлическим регулятором прямого действия реализующий П - закон осуществляет перенаправление потока забортной воды в зависимости от выходной температуры. В трубопровод вмонтирован термобаллон (ЧЭ – чувствительный элемент) с парогазовой смесью. Данная смесь изменяет свой объем в зависимости от изменений температуры масла. Давление по капиллярной трубке оказывает воздействие на мембрану регулирующего органа. РУ в свою очередь деформирует пружину, перемещая задвижки, задание регулятору выставляется путем подкручивания контргайки меняющей степень деформации пружины (смотри рис. №1).