Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
моя кр.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
07.09.2019
Размер:
1.28 Mб
Скачать

Решение

1 Найдем максимальное отклонение регулируемой величины

yо = ко * х в = 1,25 * 0,11 = 0,13

2 По графикам (см. рис. 3) определяем динамический коэффициент переда-

чи Rd = y1 / yо с регуляторами различных типов:

И - регулятор…….0,52 ; ПИ - регулятор……0,32 ;

П - регулятор…….0,35 ; ; ПИД - регулятор…0,21 ; .

3 По формуле y1 = Rd * ко * х в найдем величины y1 для этих систем:

И - регулятор y1 = Rd * ко * х в = 0,52*1,25*0,11= 0,067;

П - регулятор y1 = 0,35 * 1,5 * 0,11 = 0,0792;

ПИ - регулятор y1 = 0,32 * 1,5 * 0,11 = 0,0648;

ПИД - регулятор y1 = 0,21 * 1,5 * 0,11 = 0,0495.

  1. Таким образом, в системе с И – регулятором y1 > y1 доп., т.е.

0,017 > 0,06 не может быть применен.

  1. Проверим систему с П – регулятором на величину yст. Для этого

по графику (см. рис. 3) найдем величину yст.* для процесс с мини

мальной квадратичной площадью отклонения yст. по формуле

yст. = yст.* * yо = 0,28 * 0,13 = 0,036

Следовательно, в системе с П – регулятором yст. > yст. доп.; 0,036 > 0.03

и заданное качество регулирования не будет обеспечено.

6 Проверим систему с ПИ – регулятором на время регулирования t р. ,

определяемое по графику (см. рис. 3).

t р. = 12 * τ = 12 * 50 = 800 с.

t р. > t р. ДОП; 800 > 900 с.

8 Оптимальные значения параметров настройки ПИ– регулятора опре-

делим по зависимостям, приведенным на рисунке 4:

Кр * Ко = 2,8 ; Кр = 2,8 / 3,3 = 3,2;

Ти / τ = 2,5; Ти = 2 * 65 = 125 с.;

Рисунок 3 – Динамические коэффициенты регулирования Rd, статические

ошибки регулирования yст. и время регулирования tp / τ устойчивых объектов

Переходный процесс: а) апериодический; б) с 20% - ным перерегулированием; в) с минимальной квадратичной площадью отклонения.

Рисунок 4 – Настроечные кривые И -, П -, ПИ -, и ПИД – регуляторов в

случае устойчивого объекта.

3 Расчет пропускной способности, выбор условного прохода и пропускной характеристики регулирующего органа.

Исходные данные

Среда

вода

Абс. давление метана в трубопроводе в начале расчетного участка P0, кгс/см2

Абс. давление метана в трубопроводе в конце расчетного участка PK, кгс/см2

Max объемный расход вещества Q0max, м3/час

Min объемный расход вещества Q0min, м3/час

Температура, °С

Длина прямого участка от коллектора до объекта, м

Длина трубопровода до ИУ, м

4 (0,4МПа)

2,5 (0,25МПа)

15000

10000

18

8

3

На линии имеются:

диафрагм всего

диафрагм до ИУ

вентилей всего

вентилей до ИУ

тройников всего

тройников до ИУ

поворотов 90° всего

поворотов 90° до ИУ

-

-

4

2

2

1

2

2

Рисунок 5 – Установка исполнительного устройства в трубопроводе.

РАСЧЕТ

Определяем диаметр трубопровода из заданного максимального расхода и принимая согласно справочным данным среднюю скорость течения воды w=2м/с[1c.187]

, м

Где Qm.max=15000 кг/ч – максимальный массовый расход воды.

ρ= 1006 кг/м3 плотность воды при температуре t1

м

Стандартный диаметр трубопровода мм

Определяем режим движения воды в трубопроводе

Где µ=10,6·10-6 -динамическая вязкость воды[3 ст.5]

Где Qm.max=15000 кг/ч – максимальный массовый расход воды.

Где Qm.min=15000 кг/ч – минимальный массовый расход воды

Определяем коэффициент трения при max расходе воды

= 0,026 при отношении dэ/е = 348

dэ = 65 мм – эквивалентный диаметр

e = 0,0002 м – средняя высота выступов шероховатости на внутренней поверхности трубы [5,с20]

Определяем скорость протекания воды по трубопроводу

, м/с [6,с490]

Где Q0 max- максимальный объёмный расход воды

3/ч)

(м/с)

Определяем потери давления при максимальном расходе

, (кгс/см2)

a) потери в прямых участках трубопровода

(кгс/см2) [4, с.160]

Где =1006 кгс/м3 удельный вес воды в рабочих условиях [4, с82]

(кгс/м2) [0.251 кПА]

б) потери давления в местных сопротивлениях трубопровода

,( кгс/см2)

= 0.5; =4; =1,1; =0,1; =4

кгс/см2 (147 кПа)

в) потери давления при max расходе

(кгс/см2) (0,0167 кПа)

Перепад давления на ИУ при max расходе

, (кгс/см2)

ΔPc=Po – Pкон (кгс/см2)

ΔPc=4 – 2,5 = 1,5 (кгс/см2) [150 кПА]

кгс/см2 (0.133 кПа)

Max пропускная способность с учетом коэффициента запаса h = 1,2

,т /ч [4,с3]

Где =15000 кгс/ч – максимальный весовой расход воды

=0,1006 гс/см3 – удельный вес воды в рабочих условиях

т/ч [2,с82]

Предварительно выбираем

Тип ИУ

Условный проход ДУ, мм

Условная пропускная способность К, м3

Условное давление PУ, Мпа

Расходная характеристика

25ч37НЖ1

50

63

1,6

Линейная

Выбранное ИУ проверяем на возможность кавитации

Определяем коэффициент сопротивления ИУ

[4,с10]

Где Fy - площадь сечения входного патрубка ИУ, см 2.

По кривой 1 чертежа рекомендуемого приложения 2 определяем коэффициент кавитации Кс=0,55 [4,с10]

Определяем перепад давления, при котором возникает кавитация

ΔРкавс1- Рп) (кгс/см2) [4,с4]

Ркав= 0,55(2,94-0,01093)=1,61 (кгс/см2)

Где Р1- абсолютное давление воды при максимальном расходе до ИУ.

(кгс/см2)

(кгс/см2) (0,294МПа)

Рп = 0,01093 кгс/см2 – абсолютное давление насыщенных паров жидкости при t1=18 0c [4,c106]

Так как ΔРмин­<ΔРкав, т.е.(0.133<0.161)МПа, то принимаем ИУ с условной пропускной способностью, определенной по пункту 7 [4,c4]

Определяем пропускную способность трубопровода.

[4,c3]

(т/ч)

Отношение n

[34,c7]

Max и min относительные расходы воды

а) предварительное значение max относительного расхода воды

б) истинное значение qmax пользуясь любым из графиков рекомендуемого приложения 3 [4,c11]

qmax = 0,98

в) min относительный расход

По чертежу 1 и 2 рекомендуемого приложения 4 [4,c14-18] определяем максимальное отклонение «К» при n=0.53 от линии 1

1а) ΔКмакс 1-0,9=0,1

ΔКмин 1-0,98=0,02

1б) ΔКмакс 1,92-1= 0,92

ΔКмин 1,73-1=0,73

2) ΔКмакс 1,28-1=0,28

ΔКмин 1,34-1=0,34

Минимальное значение ΔКмакс имеет место для ИУ с линейной пропускной характеристикой

Окончательно выбираем

Тип ИУ

Условный проход ДУ, мм

Условная пропускная способность К, м3

Условное давление PУ, Мпа

Расходная характеристика

25ч37нж

50

63

1,6

линейная

По чертежу 1а рекомендуемого приложения[4,c17] определяем рабочий участок расходной характеристики

Min относительный ход Lmin = 0,66

Max относительный ход Lmax = 0,57