Автоматическое регулирование концентрации раствора кислоты в процессе карбонизации шерсти
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
газа), конечная К (соответствующая подъему г.ж.с. до устья без изливания, когда через устье проходит только газ), вытеснения В (когда труба заполнена только газом). Последняя точка на графике не показана.
Из кривой, показанной на рисунке 2.9, в, и проведенных экспериментов следует, что наиболее работоспособной является зона между точками Н и М, наиболее оптимальной для регулирования - зона в районе точки Э. На производительность эрлифта большое влияние оказывают линейные размеры трубы - Н, h, D и коэффициент погружения ? = h/H.
При равенстве линейных параметров экономичного и максимального режимов работы с линейными параметрами начального режима эрлифт работать не будет, при наибольшей разнице между этими параметрами эрлифт будет работать с максимальной производительностью.
Рисунок 2.9
Производительность эрлифта увеличивается с увеличением D (диаметра трубы) при постоянстве отношения h/H (рисунок 2.9, а), с увеличением отношения h/H при постоянном D (рисунок 2.9, б). Расход рабочего агента в первом случае увеличивается, а во втором уменьшается. Наибольшая производительность при экономичном режиме достигается, если h/H = 1/2, а при максимальном - если h/H = 1. В среднем же рекомендуемая величина отношения h/H = 0,5...0,75.
Коэффициент полезного действия ? также зависит от h/H и будет наибольшим для обоих режимов, когда коэффициент погружения находится в пределах 0,5-0,75.
Как следует из рисунка 2.9, a h меняется с изменением уровня жидкости, следовательно, меняется отношение h/H, а это значит, что при снижении уровня уменьшается и производительность Q эрлифта. Это обстоятельство очень важно учитывать при использовании эрлифта в качестве дозатора, так как дозирование по времени возможно лишь при постоянной производительности Q.
Таким образом, из сказанного выше можно сделать следующий вывод. Эрлифт в качестве дозатора можно использовать при условии соблюдения постоянных линейных, размеров - H, h, D, соотношения h/H, при неизменном уровне жидкости, постоянном расходе рабочего агента, постоянной разности давлений у сопла и устья P1 - Р0 = const, при постоянной температуре жидкости. В этом случае доза будет определяться только временем работы эрлифта, а при регулировании, т.е. при переменном дозировании, только изменением расхода рабочего агента.
В последнем случае эрлифт можно рассматривать как своеобразный исполнительный орган регулятора расхода. Такой гидропневматический исполнительный орган не имеет подвижных трущихся частей, не требует усилий для перемещения регулирующих органов и, в сущности, представляет собой идеальный принципиально новый регулирующий орган.
3. Основной раздел
3.1 Функциональная схема автоматизации
Функциональная схема автоматизации дает подробное описание принципа действия системы. На схеме, представленной на рисунке 3.1, изображается технологическое оборудование, элементы автоматики размещаются вокруг технологического оборудования, датчики и исполнительные устройства вблизи мест их установки.
Рисунок 3.1
Серная кислота (H2SO4) из кислотного бака (КБ) подаётся самотёком в эрлифтный сосуд (ЭС), откуда эрлифтом подаётся в смесительный бак (СБ), в который также подаётся вода.
Готовый раствор также эрлифтом подаётся в окислительную ванну (ОВ), через которую в погружённом, петлевом виде, движется ткань. Из смесительной ванны раствор, снизу ванны, т.к. менее концентрированный, самотёком сливается в смесительную ванну.
Система автоматизации обеспечивает автоматический контроль и регулирование: уровня растворов в окислительной ванне (ОВ) и смесительном баке (СБ); концентрации раствора кислоты в смесительном баке (СБ).
Исходя из методов воздействия на процесс карбонизации выделяется основная задача, регулирование концентрации раствора серной кислоты, которая выглядит следующим образом:
Сигнал с датчика концентрации, поступает на аналоговый вход управляющего устройства, которое вырабатывает управляющее воздействие и затем с импульсного выхода подаёт сигнал на исполнительное устройство.
.2 Вывод математической модели объекта управления
Рассмотрим ванну материальной машины как объект регулирования концентрации раствора кислоты.
Все пропиточные ванны можно разделить на два основных типа:
1) ванны, в которые поступает воздушно-сухая ткань. К ним относятся ванны красильные, предназначенные для пропитки ткани отделочными растворами, и первые материальные ванны отбельных линий;
2) ванны, в которые поступает ткань, пропитанная водой или растворами из ванн, предыдущих по ходу обработки.
Рассмотрим ванну второго типа. В нее поступает ткань с влажностью m1. В ванне ткань пропитывается рабочим раствором и через выходные валы уходит с влажностью m2. Рассмотрим случай, когда ванна не переполняется, при этом m2>m1.
По-прежнему G и v - масса 1 пог. м ткани (г) и скорость ее движения (м/мин). Так как уходящая ткань забирает вещество, то для стабилизации концентрации рабочего раствора Ср (г/л) в ванну подается подкрепляющий раствор Qп (л/с) с концентрацией Сп (г/л) и вода Q (л/с) для поддержания баланса жидкости (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2
Рассмотрим упрощенную схему объекта без учета температурных режимов, так как нагрев осуществляется глухим паром, не оказывающим влияние на концентрацию и уровень раствора. Изменение же объема раствора в ванне при изменении темпера