【正文】 想、指標(biāo)論證 、方案確定、參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、原理分析等作出說(shuō)明，并對(duì)所完成的設(shè)計(jì)作出評(píng)價(jià)，對(duì)自己整個(gè)設(shè)計(jì)工作中經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，總結(jié)收獲。在熱量交換中常有一些腐蝕性、氧化性很強(qiáng)的物料，因此，要求制造 換熱器 的材料具有抗強(qiáng)腐蝕性能。調(diào) 節(jié) 熱量 有 以下幾種方式。 改變載熱體流量是應(yīng)用最為普遍的控制方案，多適用于載熱體流量 1G 的變化對(duì)溫度影響較靈敏的場(chǎng)合。 所 以反 應(yīng) 及時(shí)， 過(guò)程 的滯后 并不 直接顯 示出 來(lái)，適用于 停留時(shí) 間較 長(zhǎng)的換 熱器 。1iT 分別為熱流體和冷流體的入 口溫度，分別為熱流體和冷流體的出口溫度，而 12cc、 分別為熱中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 流體和冷流體的比熱容。算術(shù)平均值為： ? ? ? ?2 1 2 1+= 2i o o iT T T TT ??? （ 14） 對(duì)上述公式進(jìn)行整理后得到： 1121 1 1 1 12211 12oiiiTTTT G c G cK F G c? ?? ???????? （ 15） 上式為逆流、單程列管式換熱器靜態(tài)特性的基本表達(dá)式。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 圖 3 T10與 G1的靜態(tài)關(guān)系 (4)冷流體流量 2G 對(duì)熱流體出口溫度 1oT 的影響，即 21oGT? ?? 通道的靜態(tài)放大倍數(shù)。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 流體 1和流體 2均為液相，而且是層層流動(dòng) 。 1M — 流體 1單位長(zhǎng)度的流體質(zhì)量 。 /T W G? WG、 — 分別為換熱器的容量和冷流體的流量 。換熱器熱流體進(jìn)出口溫度差在 40C 附近，冷流體進(jìn)出口溫差在 30℃左右。K T s T s? ? ? 故換熱器溫度控制的數(shù)學(xué)模型為 : ? ? 1 1 . 8 52 25 3 7 5 7 . 1 7 1 sG s ess ?? ?? （ 118） 由上式可以看出系統(tǒng)的滯后時(shí)間常數(shù)為 ，換熱器出口溫度控制系統(tǒng)是慣性和時(shí)間滯后均較大的系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：從動(dòng)量是一個(gè)中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 閉環(huán)隨動(dòng)控制，主動(dòng)量是開(kāi)環(huán)的，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方框圖為 【 4】 ： 圖 5 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方框圖 圖中， FC為流量控制器， GV為調(diào)節(jié)閥傳遞函數(shù)， Gp1為流量對(duì)象傳遞函數(shù)， 1LMG 2LMG為流量檢測(cè)變換傳遞函數(shù)， Gd1為主回路干擾傳遞函數(shù)。流量特性為線性或等百分比。 本設(shè)計(jì)方案能夠?qū)崿F(xiàn)兩 種物料流量的比值控制，從而保證溫度的恒定。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 六．參考文獻(xiàn) [1]過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) (第三版 ) 主編： 鄭津洋 _董其伍 化工工業(yè)出版社 [2] 工程熱力學(xué) (第 四 版 ) 主編： 沈維道、 童鈞耕 高等教育出版社 [3]自動(dòng)控制原理（第二版） 主編：胡壽松 北京 科學(xué)出版社 [4]過(guò)程控制工程 主編：潘立登 機(jī)械工業(yè)出版社 [5]過(guò)程控制工程（第三版） 主編：戴連奎，于玲 化學(xué)工業(yè)出版社 [6]過(guò)程控制系統(tǒng)及工程 主編： 楊為民 西安電子科技大學(xué)出版社 [7]工業(yè)過(guò)程控制技術(shù)（方法篇） 主編：孫優(yōu)賢 ，褚健 化學(xué)工業(yè)出版社 [8]過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表（第二版）主編：杜維，張宏建 化學(xué)工業(yè)出版社 [9]過(guò)程控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 主編：劉文定，王東林 機(jī)械工業(yè)出版社 。然而，兩物料的流量比值雖然可以保持一定，但由于主物料是可變的，所以進(jìn)入的總流量是不固定的。 表 2 調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù) 公稱通徑 DN(mm) （閥座直徑 dn） 20 25 32 40 50 65 80 10 12 15 20 額定流量系數(shù) 直級(jí) 1.8 2.8 4.4 6.9 11 44 69 110 等百分比 1.6 2.5 4 6.3 10 16 25 40 63 100 額定行程 (mm) 16 25 40 公稱壓力 PN（ MPa） 固有流量特性 直線 等百分比 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 固有可調(diào)比 50 工作溫 度 t（℃） 20~200 40~250 40~450 60~450 信號(hào)范圍（ ） 0~10 4~20 作用方式 電關(guān)式 電開(kāi)式 使用環(huán)境溫度（℃） 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥： 20~70℃ 伺服放大器： 0~50℃ 使用環(huán)境條件 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：≤ 95% 伺服放大器：≤ 85% 電源電壓 220V 50Hz 380V 50Hz 24AC/DC 四． 控制系統(tǒng)的仿真 各個(gè)環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)及各個(gè)參數(shù)的確定 [3] 冷、熱流體流量測(cè)量?jī)x表 插入式渦街流量計(jì) 為線性單元，動(dòng)態(tài)滯后可忽略，用一階環(huán)節(jié)來(lái)近似： 1() 1QMLM KGs Ts? ? （ 41） 通過(guò)查找相關(guān)資料，這里假設(shè) 渦街流量計(jì) 的 1 2T? ， 1QMK ? 對(duì)于調(diào)節(jié)閥，由于其流量特性為直線和等百分比。 [8] 技術(shù)參數(shù) ： 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 表 1 流量計(jì)技術(shù)參數(shù) 公稱通經(jīng)（ mm） 250～ 1500 儀表材質(zhì) 1Cr18Ni 9Ti 公稱壓力（ Mpa） ； 被測(cè)介質(zhì)溫度（℃） － 40～ +250℃ 環(huán)境條件 溫度－ 10～ +55℃，相對(duì)濕度 5％～ 90％，大氣壓力 86～ 106Kpa 精度等級(jí) 示值的177。但由于主流量可變，所以進(jìn)入系統(tǒng)的總流量是不固定的。由熱平衡公式（ 11）可知，當(dāng)冷熱流體的流量成一定的比值關(guān)系時(shí)便可以保證按照兩流體出口溫度的變化量成一定比值關(guān)系，同時(shí)假定冷熱流體入口處溫度 1iT 、 2i T 都保持恒定，則此時(shí)，冷熱流體的溫度 1oT 、 2oT 便同時(shí)可以保持恒定。 換熱器冷卻面積 23Fm? 殼體長(zhǎng)度 =1500L mm 。 (2)熱流體流量 1G 、冷流體流量 2G 對(duì)熱流體出口溫度 1oT 的影響，即 1 1 2 1ooG T G T??、 通道特性。要對(duì)這樣的動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行精確的解析求解是很困難的。 同一截面上的各點(diǎn)溫度相同。為此 ，也用圖來(lái)表示這個(gè)通道的靜態(tài)關(guān)系。對(duì)上式 ⑤ 進(jìn)行增量化，令 2 0iT??，則可得 : 1 0 11 1 1 1 12211 12iiTTT G c G cK F G c? ? ? ?? ???????? （ 16） 由 ⑥ 式可求得 11ioTT? ?? 通道的靜態(tài)放大倍數(shù)為 : 101 1 1 1 12211