換熱器出口溫度比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書-wenkub.com
2025-05-14 12:24 本頁面
【正文】 通過MATLAB這一工具，學(xué)會(huì)了參數(shù)整定的相關(guān)方法，借助這種先進(jìn)工具軟件輔助自己的工作學(xué)習(xí)，這對(duì)我們將來的工作效率的提高是大有裨益的。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。根據(jù)調(diào)節(jié)器參數(shù)工程整定的相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)用臨界比例度法先通過對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的使用，最終使控制系統(tǒng)的一些性能指標(biāo)都相對(duì)較好。表2 調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)公稱通徑DN(mm)（閥座直徑dn）2025324050658010121520額定流量系數(shù)直級(jí)114469110等百分比41016254063100額定行程(mm)162540公稱壓力PN（MPa） 固有流量特性直線 等百分比固有可調(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[3]冷、熱流體流量測量儀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)來近似： （41）通過查找相關(guān)資料，這里假設(shè)渦街流量計(jì)的，對(duì)于調(diào)節(jié)閥，由于其流量特性為直線和等百分比。廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、石油、輕紡、制藥、造紙等工業(yè)部門的生產(chǎn)自動(dòng)化控制。 傳感器： ~ 3000Hz 低電平≤1V 高電平≥6V 溫度－10～+55℃，相對(duì)濕度5％～90％，大氣壓力86～106Kpa 精度等級(jí) 【6】通過以上分析，考慮到生產(chǎn)過程中換熱器的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，主動(dòng)量的變化波動(dòng)不是很大，并且對(duì)最后的總流量沒有像反應(yīng)器一樣要求嚴(yán)格，不允許變動(dòng)，另外，考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所用儀表多少、設(shè)備的投資等因素，最終確定控制方案為單閉環(huán)比值控制。雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)通過主動(dòng)量控制回路來克服主動(dòng)量擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)主動(dòng)量的定值控制；通過從動(dòng)量控制回路克服作用于從動(dòng)量回路中的擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)控制。單閉環(huán)控制系統(tǒng)控制方案的優(yōu)點(diǎn)是能確保流量比值比較精確。即有 （21）從而達(dá)到換熱器冷熱流體的溫度同時(shí)得到控制的目的。冷流體流量。換熱器熱流體進(jìn)出口溫度差在附近，冷流體進(jìn)出口溫差在30℃左右。由式（115）看出，過程通道的動(dòng)態(tài)特性均可近似為帶有純滯后的二階慣性環(huán)種近似關(guān)系可以這樣理解，要從熱流體把熱量傳遞到冷流體，必須先由熱流體傳給間壁，然后再由間壁傳給冷流體，這樣就成為二階慣性環(huán)節(jié)?！謩e為換熱器的容量和冷流體的流量。為了能說明傳熱對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性的基本規(guī)律，也可近似應(yīng)用一些經(jīng)驗(yàn)公式來描述?！黧w1單位長度的流體質(zhì)量。先分析流體1的熱量動(dòng)態(tài)平衡問題。流體1和流體2均為液相，而且是層層流動(dòng)。圖4 T10與G2的靜態(tài)關(guān)系【3】換熱器由于兩側(cè)都不發(fā)生相變化，一般均為分布參數(shù)對(duì)象。 圖3 T10與G1的靜態(tài)關(guān)系(4) 冷流體流量對(duì)熱流體出口溫度的影響，即通道的靜態(tài)放大倍數(shù)。同樣對(duì)式（15）進(jìn)行增量化，令，可得: （18）（18）式表明，之間也為線性關(guān)系。算術(shù)平均值為： （14）對(duì)上述公式進(jìn)行整理后得到： （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。靜態(tài)特性推導(dǎo)的兩個(gè)基本方程式一熱量平衡關(guān)系式及傳熱速率方程式為了處理方便，不考慮傳熱過程中的熱損失，則熱流體失去的熱量應(yīng)該等于冷流體吸收的熱量，為 （11）式中，為傳熱速率(單位時(shí)間內(nèi)傳遞的熱量)；為質(zhì)量流量；為比熱容；為溫度。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，而分別為熱流體和冷流體的比熱容。此時(shí)調(diào)節(jié)閥裝在冷凝液的排出管線上。所以反應(yīng)及時(shí)，過程的滯后并不直接顯示出來，適用于停留時(shí)間較長的換熱器。這里采用三通控制閥來改變進(jìn)入換熱器的載熱體流量與旁路流量的比例，這樣既可以改變進(jìn)入換熱器的載熱體流量，又能保證載熱體總流量不受影響。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的變化對(duì)溫度影響較靈敏的場合?？刂戚d流體流量實(shí)質(zhì)上是改變。調(diào)節(jié)熱量有以下幾種方式。如圖1【1】 換熱器的控制方法換熱器是傳熱設(shè)備中較為簡單的一種，也是最常見的一種。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。 4．主要參考文獻(xiàn)：[1]《過程裝備控制技術(shù)及其應(yīng)用》 王毅 主編 化學(xué)工業(yè)出版社[2]《過程自動(dòng)化及儀表》
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