Смекни!
smekni.com

Дослідження розбавлювача димових газів по каналу регулювання "витрата повітря – температура димових газів" (стр. 2 из 4)

Значення настроєчних параметрів, що лежать на перетинанні отриманої кривої з віссю абсцис (С0 = 0) відповідають ПІ - регуляторові з твердим зворотним зв'язком і процес загасання характеризується залишковою нерівномірністю. Багаторічний досвід настроювання регуляторів показав, що значення оптимальних параметрів С0 і С1 варто вибирати трохи правіше максимальної крапки на кривому рівному ступені загасання.

Таким чином, передатна функція регулятора має вигляд:

2.2 Розрахунок перехідного процесу

Після визначення значень настроєчних параметрів автоматичного регулятора, необхідно одержати безпосередньо графік перехідного процесу. В основному інтерес представляє характер процесу, що відбувається при впливі, що візьметься, у формі стрибка.

Це більш важко переноситься системою автоматичного регулювання, чим плавно змінюється вплив.


Рисунок 3 - Лінія рівного ступеня загасання:

n об'єкта = 2 ko = 0.625; T1 = 4,521; Т22 = 6,869;

t_запізн =0,5; m =0.220; Кп =7.782Ти =0.605

Основними вимогами, яким повинний задовольняти оптимальний процес регулювання є:

1. Інтенсивне загасання перехідного процесу.

2. Максимальне відхилення регульованої величини повинне бути найменшим.

3. Мінімальна тривалість перехідного процесу.

Основними показниками якості є:

час регулювання,

перерегулювання,

коливність,

стала помилка.

Непрямими оцінками якості регулювання є:

ступінь стійкості, що дорівнює речовинної частини кореня найближчого до мнимої осі;

ступінь загасання, рівний відношенню різниці двох сусідніх амплітуд одного знака кривій перехідного процесу до більшого з них.

Збільшення ступеня загасання може привести до завищеного відхилення регульованої величини. Якщо динамічні властивості об'єкта в процесі експлуатації змінюються, то варто орієнтуватися на підвищений ступінь загасання, щоб уникнути появи незатухаючих і слабозатухаючих процесів. У деяких випадках важливе зменшення часу регулювання, в інші накладається обмеження на перерегулювання. Досягнення цих цілей можливо за допомогою зміни ступеня загасання (. Оптимальний ступінь загасання лежить в інтервалі (=0,75...0,9, що відповідає коливності m=0,221...0,336. Для побудови перехідного процесу системи необхідно одержати її диференціальне рівняння.

Передатна функція замкнутої системи регулювання має вигляд:

(13)

Хвых (р) × (1+Wo (р) ×Wp (р)) = Хвых (р) × (Wo (р) ×Wp (р)) (14)

(11)

(12)

Звідси диференціальне рівняння системи буде мати вигляд:

(13)

При побудові перехідного процесу замкнутої системи автоматичного регулювання використовувалася ЕОМ. Рішення останнього рівняння проводилося чисельним методом. Отриманий перехідної процес представлений на рисунку 2.

З рисунка 4 видно, що величина максимального відхилення регульованого параметра складає 7,5 0С (1,82%), а час перехідного процесу при величині залишкового відхилення D = 0,7 0С складає 18 хв.


Рисунок 4 - Перехідний процес у замкнутій АСР.

Процес розрахований для наступних даних: Об’ект 2-го порядку + ПІ-регулятор. n об'єкта = 2 ko = 0.625; T1 = 4,521; Т22 = 6,869; t_запізн = 0,5; m = 0.220; Кп = 7.782 Ти = 0.605

3. Розрахунок звужуючого пристрою

Звужуючий пристрій в комплекті з дифманометром витратоміром застосовуються для виміру витрати рідини, чи газу пари по методу перемінного перепаду тиску.

Методика і формули розрахунку звужуючих пристроїв, основні вимоги до витрат, методика їхньої перевірки, а також методика визначення погрішності виміру витрати встановлені правилами стандартизації вимірювальних приладів.

До стандартних звужуючих пристроїв відносяться діафрагми, сопла і сопла Вентуры, що задовольняють вимогам.

При виборі звужуючого пристрою треба мати на увазі наступне:

при тих самих значеннях витрати і перепаду тиску втрата тиску в діафрагмі і соплі однакова;

при тих самих значеннях модуля і перепаду тиску сопло дозволяє вимірювати більша витрата, чим діафрагма, а при Dу£300 мм забезпечує більш високу точність виміру, у порівнянні з діафрагмою;

вимір чи забруднення вхідного профілю звужуючого пристрою в процесі експлуатації впливає на коефіцієнт витрати діафрагми в значно більшому ступені, чим у сопла. Діафрагми застосовують для трубопроводів діаметр яких не менш 50 мм за умови 0,05£ m £0,7.

Абсолютна температура пари перед звужуючим пристроєм визначається по формулі:

Т = 273,15 + t (14)

Внутрішній діаметр трубопроводу при робочій температурі:

D = Kt' * D20 (15)


де Kt' - поправочний коефіцієнт на теплове розширення матеріалу трубопроводу, у діапазоні температур 20-60°C може бути прийнятий рівним одиниці.

Число рейнольда при діаметрі D і Qпр визначається по формулах:

Qmax

Re = 0.354* (16)

md

Qmin

Re = 0.354* (17)

md

Допоміжна величина "С" визначається по формулі:

Qпр

С = (18)

0,01252*D2*

По номограмі [1] при знайденому значенні "С" і вибираємо "m" знаходимо DРн і Рп - перепад і втрату тиску на діафрагмі.

Допоміжна величина (ma) визначається по формулі:

З

(ma) = (19)

Ед*ÖDРн

де Ед£1 - для пари.

Визначимо для заданого "m" граничне значення "В" по формулі:


В ³ К*104/D (20)

де К - абсолютна шорсткість трубопроводу.

Верхня границя шорсткості при заданому "m" визначається по формулі

В = 3,9*103 ехр - 142Öm (21)

Якщо В<K*104/D, то вводимо поправочні коефіцієнти Кп і Кш:

Кш = аm +В (22)

де

а = (С-0,3) * [-1,066 *С2+0,36*С-0,13] (23)

в = 1+ (C-0,3) * [-0,08C2+0,024C-0,0046] (24)

С=D/103 (25)

Кп= а +в*е-n* (m-0.05) (26)

де

(27)

у = 0,002+0,2558*С-1,68-С2+2,864*С3 (28)

n = 4,25+142,94* (С-0,05) 1,92 (29)

Значення "m" знаходиться в діапазоні 0,05£ m £0,2, тому Re min=5*103 у діапазоні чисел Рейнольдса Re min=5*103£ Re£ 108.

Коефіцієнт витрати визначається по формулі:

(30)

Допоміжна величина "F" визначається по формулі (3.18):


(31)

Відносне відхилення допоміжних величин "С" і "F" визначається по формулі (3.19):

(32)

За знайденим значенням "m" визначаємо діаметр отвору діафрагми.

d20=

(33)

Утрата тиску Рп визначається по формулі:

Pп =

(34)

При знайдених значеннях "m", aу, d20, і DРп перевіримо правильність розрахунку, обчислюємо витрати по формулі (3.22):

(35)

Відносне відхилення максимальної витрати при вимірі:

(36)

Відокремлюємо погрішності виміру витрати. Погрішності через відхилення діаметрів d і D складають: sd=0,035%, sd=0,15%.

Середня квадратична погрішність через припустимі відхилення діаметра діафрагми знаходиться по формулі:

(37)

Середню квадратичну погрішність через припустимі відхилення діаметра трубопроводу визначають по формулі:

(38)

Середню квадратичну відносну погрішність коефіцієнта витрати розраховують по формулі (3.26):

(39)

Середню квадратичну відносну погрішність дифманометра, що реєструє, обробленим планіметром із класом точності по витраті S

* =1, визначаємо по формулі:

(40)

де

- приведена погрішність кореневого планіметра,%