6. Аналіз статичної характеристики об'єкту.

З рівняння статики виразимо ^вых в явному вигляді:

(13)

• Статична характеристика лінійна по каналах: .

• Статична характеристика нелінійна по каналу .

• Статичну характеристику можна лінеаризована| по відношенню до G введенням|вступом| стабілізації співвідношення витрат: , тоді отримаємо|одержуватимемо|:

(14)

• Лінеаризоване представлення статичної характеристики через розкладання в ряд|низку| Тейлора:

(15)

• Лінеаризоване представлення приросту вихідний змінної через прирости всіх можливих вхідних змінних:

(16)

7. Типовая схема автоматизації кожухотрубного

теплообмінника.

Рис.3.

8. Типове вирішення автоматизації.

Типове вирішення автоматизації кожухотрубних теплообмінників включає підсистеми регулювання, контролю, сигналізації і захисту.

1. Регулювання.

• Регулювання температури по подачі теплоносія G_т - як показника ефективності процесу нагрівання в кожухотрубному теплообміннику.

2. Контроль.

• витрати - G_т, G;

• температури - ;

• тиск - Р_т, Р.

3. Сигналізація.

• істотні відхилення ^вых від завдання;

• різке падіння витрати технологічного потоку G|, при цьому формується сигнал «В схему захисту».

4. Система захисту.

По сигналу «В схему захисту» - відключається магістраль подачі теплоносія G_т.

9. Схема парорідинного теплообмінника

(з|із| агрегатним станом|станом| теплоносія, що змінюється).

• Технологічний потік (рідина, що нагрівається) G_ж подається по трубках теплообмінника.

• Теплоносій з агрегатним достатком (гріюча пара) G_п, що змінюється, подається по міжтрубному простору.

• Показник ефективності: .

• Мета управління: підтримка .

10 Математичний опис на основі фізики процесу.

• Теплопередача від парової фази теплоносія:

(1)

• Теплопередача від рідкої фази теплоносія:

(2)

де: - кількість тепла, передавана від парової фази і конденсату теплоносія в одиницю часу, дж/с;

- коефіцієнти теплопередачі для парової фази і конденсату теплоносія, дж/(м²*К^*с);

- поверхня теплопередачі для парової фази і конденсату теплоносія, м²;

- середня рушійна сила при теплопередачі від парової фази до рідкого технологічного потоку і від конденсату до рідкого технологічного потоку.

• Спільне теплове навантаження парорідинного теплообмінника:

(3)

• Оскільки |тому що|, то інтенсивність теплопередачі від парової фази значно вища, ніж від конденсату.

• Тому на величину Q впливає величина співвідношення F_п /F_к, яка залежить від рівня конденсату:

(4а)

де і (4б|)

• На підставі (4а) спільне теплове навантаження Q також залежатиме від рівня конденсату h_к:

(4в)

• Q(дж/с) дозволяє визначити G_п^эфф і G_ж^эф на основі теплових балансів:

(5а)

(5б)

(6а)

(6б)

при hê =h_эфф.

• Ефективний час перебування:

. (7)

11.Тепловой баланс парорідинного теплообмінника.

Рівняння динаміки:

Вважаємо|гадаємо|: пара перегріта і конденсат охолоджується :

(8)

Рівняння статики при :

(9)

На підставі|заснуванні| (8) і (9) а також (6а) і (4в) можна записати:

. (10)

де , оскільки при P_п _кип r_п .