Расчёт и выбор регулятора

Объект управления – лесосушильная камера непрерывного действия. Регулируемым параметром является температура, регулирующее воздействие осуществляется изменением подачи пара.

Исходные данные для расчёта

Начальная температура сушильного агента по сухому термометру V0С, 0С	66
Конечная температура сушильного агента по сухому термометру VкС, 0С	67,4
Постоянная времени первой ёмкости Т1, мин	4,4
Время транспортного запаздывания 0, мин	1,6
Возмущающее воздействие 	0,15
Максимальное допустимое динамическое отклонение регулируемой величины Х1, 0С	1,2
Допустимое остаточное отклонение регулируемой величины ст. зад.	0,8
Процесс регулирования с минимальной интегральной квадратичной оценкой качества регулирования

Порядок выбора регулятора

1. Одноемкостной объект с самовыравниваем описывается дифференциальным уравнением вида:

2. Конечное относительное изменение регулируемого параметра

3. Коэффициент передачи объекта будет равен.

4. Построение кривой разгона объекта

t		t	
0	0	25	0,01943
5	0,01305	30	0,01972
10	0,01741	35	0,01972
15	0,018835	40	0,01975
20	0,01924	45	0,019857

φ

t, с

Кривая разгона объекта

5. Определим отношение и выбираем регулятор

=0,36

если 0,2><1,0 выбираем аналоговый регулятор.

6. Определим размерный коэффициент передачи объекта в ⁰С/%_хода

7. Определим динамический коэффициент регулирования для заданного возмущающего воздействия.

Выбираем простейший регулятор, обеспечивающий нужные значения R_д П-регулятор

8. Проверяем регулятор на величину остаточного отклонения.

9. Для процесса с минимальной интегральной квадратичной оценкой

Расчёт и выбор регулирующего органа

Регулирующие органы являются составной частью регуляторов. Они предназначены для изменения расхода вещества, отводимого или подводимого к объекту регулирования. РО представляют собой переменные гидравлические сопротивления, устанавливаемые в трубопроводе. Дросселирование протекающего потока осуществляется при изменении проходного сечения дроссельного органа с помощью затвора. Регулирующие клапаны работают нормально, если пределы регулирования составляют от 10% до 90% от значения коэффициента пропускной способности клапана. Чем больше рабочий ход затвора, тем более плавно происходит регулирование.

Исходные данные для расчёта

Внутренний диаметр паропровода, D, мм	100
Абсолютное давление пара на входе р0, кПа	686
Максимальный расход пара Gмакс., кг/ч	2100
Длина трубопровода до РО, L1, м	20
Местные сопротивления до РО: Резкие повороты (n1 поворотов под углом )	2-80
Конфузор под углом	70
Минимальный расход пара Gмин, кг/ч	1600
Длина паропровода после РО, L2, м	18
Абсолютное давление на выходе рк, кПа	230
Трубы паропровода бесшовные чистые
Давление р2 после РО: р2=р1-(0,30,4)(р0-р);	0,38
Температура пара t1, °С	230

1. Расчёт плотности перегретого пара по таблице представленной в методическом пособии [2].

Динамическая вязкость пара

2. Определим число Рейнольдса, отнесённое к диаметру трубопровода при G_мин. Расчёт можно продолжить при условии R_е 2000

3. Определим коэффициент трения  для данного R_e.

4. Определим суммарную длину трубопровода.

5. Определим среднюю скорость в паропроводе при G_макс.

6. Определим потери давления на трение в кПа в прямых участках паропровода при G_макс.

7. Определяем потери давления в местных сопротивлениях при G_макс.

8. Определим суммарные потери давления в паропроводе без РО

9. Определим суммарные потери с РО

10. Определим потери давления на трение и местные сопротивления до РО

11. Определяем давление пара на входе в РО р₁ и на выходе р₂:

12. Определяем критический перепад давления:

13. Определяем перепад давления на РО

14. Определяем режим течения пара:

критический режим

15. Определяем условную пропускную способность РО в зависимости от истечения пара.

16. Определяем расчётное значение пропускной способности, приняв значение коэффициента запаса =1,11,2

17. По полученному значению выбираем РО соответствующего типа из условия.

Выбираем односедельный среднего расхода

18. Определяем пропускную способность трубопроводной линии по формуле, соответствующей докритическому режиму течения.

19. Определяем отношение к потерям давления в регулирующем органеприG_макс

20. Определяем максимальный и минимальный относительные расходы:

А. Определяем предварительное значение максимального относительного расхода пара:

Б. Определяем истинное положение q_макс. по графику

В. Определяем минимальный относительный расход пара.

По известным значениям n, q_max, q_min находим диапазон нагрузки l_max, l_min для РО с линейной пропускной характеристикой по графику на рис. 3.1 а: l_max=0,86, l_min=0,65.

Для РО с равнопроцентной характеристикой по графику на рис. 3.1 б: l_max=0,97, l_min=0,88.

По графикам определяем максимальные минимальные значения коэффициента передачи РО для принятого диапазона нагрузки и находим отношение К_{РО min}/К_{РО max} для равнопроцентной и линейных пропускных характеристик. РО выбираем с наибольшим отношением коэффициентов передачи.

Для РО с линейной пропускной характеристикой: К_РОmin = 0,8, К_РОmax = 0,95.

К_{РО min}/К_{РО max} = 0,84

Для РО с равнопроцентной пропускной характеристикой: К_{РО min} = 1,2, К_{РО max} = 1,8.

К_{РО min}/К_{РО max} = 0,67