Автоматическое регулирование концентрации раствора кислоты в процессе карбонизации шерсти
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
мы автоматического регулирования расхода системой дозирования общая система автоматизации значительно упрощается и становится более надежной с улучшением качества управления. Системы же регулирования желательно использовать лишь тогда, когда нельзя избежать внешних возмущений.
Все это послужило причиной поисков новых видов дозаторов и, в частности, систем автоматического дозирования с минимумом подвижных механизмов, контактирующих с агрессивной средой: эрлифтов, сифонов, монжусов. Эти давно известные эрлифты, сифоны и монжусы, употреблявшиеся главным образом для перемещения жидкостей, теперь широко используют как принципиально новые технические средства для дозирования и транспортировки доз агрессивных жидкостей.
Применение эрлифтных и сифонных систем дозирования обеспечивает удобство дистанционного управления, учета протекающих объемов сред и создания вспомогательных систем контроля надежности. Кроме того, эрлифтные устройства могут создаваться унифицированными, основанными на базовом принципе. При большой надежности они полностью герметичны без применения сальников, просты в изготовлении и эксплуатации. Точность эрлифтных и сифонных устройств высока и не связана с высоким качеством обработки труб или сложностью изготовления деталей и узлов. Эрлифтный и сифонный принципы дозирования дают также возможность достаточно просто компенсировать в случае необходимости погрешности объемного метода, связанные влиянием каких-либо физических параметров, например изменением плотности раствора или его температуры.
Как указывалось ранее, установка расходует много кислоты и при ручном управлении, это приводит к резким колебаниям в кисловочной ванне, а так же к перерасходу кислоты. В современных автоматических системах регулирования концентрации, в которых используются традиционные регулирующие органы, работают ненадёжно. Поэтому в качестве регулирующих органов, предпочтительно использовать регулирующий орган (дозатор) эрлифтного типа.
2.4 Выбор и расчет новых устройств дозирования
Как уже отмечалось, основными недостатками существующих систем дозирования являются наличие большого количества запорно-регулирующей арматуры и насосов и отсутствие гибкого быстродействующего устройства для задания дозы в широком диапазоне.
Эрлифты и сифоны, применяемые в качестве дозаторов в комплекте с временным устройством, избавлены от этих недостатков и просты по своей конструкции.
Эрлифт представляет собой обыкновенную трубу, в нижнюю часть которой введено сопло для подачи воздуха или газа, а в верхней части установлен сепаратор для разделения жидкой и газообразной фаз (рисунок 2.8, а). Нижняя часть помещается в жидкость. Конструкции эрлифтов могут быть самыми разнообразными (рисунок 2.8), но для дозирования наиболее удобной является конструкция эрлифта с баком, изображенная на рисунке 2.8, в, так как она проста и легко подсоединяется к потребителю.
Рисунок 2.8
Эрлифтные дозаторы могут применяться не только для дозирования чистых растворов, но и для дозирования различных эмульсий, суспензий, взмученных растворов, содержащих твердые микрочастицы.
Принцип работы эрлифта заключается в следующем: по мере подачи в сопло сжатый воздух пробулькивает через жидкость, насыщая ее пузырьками воздуха, газожидкостная смесь (г.ж.с.) в трубе по удельному весу становится меньше, чем основная жидкость. Согласно условию Hэ?см < h?ж и под воздействием аэрогидродинамических сил смесь из верхней части трубы вытесняется наружу.
В действительности работа эрлифта сопровождается сложными гидродинамическими явлениями, зависящими от физических свойств жидкости рабочего агента, конструкции, режимов работы и др. Все это затрудняет составление уравнений, описывающих работу эрлифта, поэтому обычно используют экспериментальные методы и методы аналогий с хорошо изученными явлениями.
До настоящего времени нет теоретических работ по применению эрлифтов в качестве дозаторов. Но появившиеся в последнее время работы позволяют производить расчеты эрлифтов для подъема жидкостей, что значительно облегчает разработку методики расчета эрлифтов, используемых в качестве дозаторов.
Остановимся подробнее на работе эрлифта (рисунок 2.8, а), приняв следующие обозначения: D - диаметр трубы; L - общая длина трубы; Н - высота подъемной части трубы от сопла до устья излива; h - рабочая высота погружения трубы от сопла; ?см, ?ж - удельный вес газожидкостной смеси, жидкости; ? = h/H - коэффициент погружения трубы; P1 - абсолютное давление на входе эрлифта в зоне сопла; Р0 - абсолютное давление на выходе из трубы в зоне устья излива, обычно равное атмосферному давлению; hф - высота трубы от сопла до входа жидкости, необходимая для избегания прорыва газожидкостной смеси через основную жидкость, помимо трубы эрлифта.
Физический смысл работы эрлифта заключается в расходе энергии рабочего агента - воздуха или газа, затрачиваемой на преодоление всех сопротивлений движению образовавшейся в трубе газожидкостной смеси (г.ж.с.).
Движение г.ж.с. в эрлифте характеризует изображенная на рисунке 2.9, в кривая, на которой имеются пять точек режимов работы: начальная Н (когда расход воздуха соответствует достижению смеси устья эрлифта и характеризуется напором h?ж), экономичная Э (когда расход воздуха на единицу поднимаемой смеси является наименьшим), максимальная М (когда изливается наибольшее количество г.ж.с. на единицу расхода