Автоматическое регулирование концентрации раствора кислоты в процессе карбонизации шерсти

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

апаздывание в цифровом виде будет равно z -1.

 

Алгоритмическая схема принимает следующий вид:

 

Рисунок 3.8

 

Приравниваем знаменатель к нулю:

 

= 0

 

Обозначим через К, К = 0,18*0,14*1*0,9 = 0,023

 

=0

 

Избавимся от коэффициента при z2, для этого поделим обе части уравнения на , в результате получим:

 

 

По критерию Джури:

 

 

Воспользуемся критерием устойчивости Джури для цифровой системы:

Имеем характеристическое уравнение цифровой системы 2го порядка:

 

Z2+Az+B=Q (z)

 

Переставляем коэффициенты исходного полинома в обратном порядке:

 

ВZ2+Az+1=Q`(z)

 

Делим исходное уравнение на преобразованное:

 

/В z2+z=D(z)

|B|< 1

 

Понижаем порядок уравнения, домножая его на z-1:

 

Do (z) =1/B z2+z

D0 (z) =1/B z+1

 

Переставляем коэффициенты:

 

D`0(z) =z+1/B

|B|< 1

 

Необходимым и достаточным условием устойчивости цифровой системы являются неравенства:

 

kptukptu0,1295,412,92,2899220,559,0813,32,2210530,932,8222213,72,1562041,322,7230814,12,0950351,717,3764714,52,0372412,114,0666714,91,982552,511,81615,31,9307192,910,1862115,71,8815293,38,95151516,11,8347833,77,98378416,51,7903034,17,20487816,91,7479294,56,56444417,31,7075144,96,02857117,71,6689275,35,57358518,11,6320445,75,18245618,51,5967576,14,84262318,91,5629636,54,54461519,31,530576,94,28115919,71,4994927,34,04657520,11,4696527,73,83636420,51,4409768,13,64691420,91,4133978,53,47529421,31,3868548,93,31910121,71,361299,33,17634422,11,3366529,73,04536122,51,31288910,12,92475222,91,28995610,52,81333323,31,26781110,92,71009223,71,24641411,32,61415924,11,22572611,72,52478624,51,20571412,12,44132224,91,18634512,52,363225,31,167589

По полученным данным построена область устойчивости, представленная на рисунке 3.9

 

Рисунок 3.9

 

3.7 Построение переходных процессов

 

Переходные процессы построены в программе Mat Lab, приложении Simulink.

По заданию:

Объект управления:

Коэффициент усиления к0=0,18 ;инерционное звено Т0= 350 с; звено запаздывания =60 с.

Регулятор:

 

kp =1.000 ki = 0.4750

 

Рисунок 3.10

 

По возмущению:

Коэффициент усиления к0=0,18 ;инерционное звено Т0= 350 с; звено запаздывания =60 с.

Регулятор:

kp =1.000 ki = 0.4750

Возмущающее воздействие F = 12%.

 

Рисунок 3.11

 

3.8 Расчёт эрлифта

 

Для чистых растворов в качестве дозаторов при условии соблюдения постоянного уровня в расходном баке применяют автоматизированные эрлифты (рисунок 3.12).

 

Рисунок 3.12

 

Производительность эрлифта, м3/с, рассчитывают по формуле

 

 

при условии, что конец наружной трубы расположен ниже конца внутренней трубы, тогда доза G = Qct, диаметр трубы, мм,

 

 

скорость жидкости в трубе эрлифта, м/с,

 

 

Рассчитаем эрлифт для химикатов при высоте бака 1100 мм при запасе нижней части эрлифта hф = 150 мм, тогда H = 1100 - 150 = 950 мм.

Задаемся h/H = 0,750, тогда h = 0,75•950 = 712,5 мм, т.е. h?•700 мм.

Производительность для экономичного режима, м3/с, равна

 

 

Задаемся внутренним диаметром трубы D = 20 мм, тогда

Q? = 0,865 • 0,750,96 • 0,950,17 • 0,022,57 = 0,000125 м3/c = 7,5 л/мин.

Такая производительность удовлетворяет процесс дозирования значит, внутренний диаметр трубы подобран правильно. По ГОСТ 9941-72 подбираем трубу: dy = 20 мм; dн = 25 мм; толщина стенки sст = 2,5 мм

Максимальный КПД эрлифта равен

?max = 0,926•0,75•0,950,15•0,022,57 = 0,3832

Давление в зоне сопла, необходимое для соединения потока жидкости в эрлифте, составляет P1 = P0 + ?h = 9,8•104 + 0,7•9,8•103 = 1,07 Па

Высота нижней (после сопла) части трубы эрлифта равна

т.е. ? 100 мм.

Расход рабочего агента равен

Диаметр трубы, мм, для подачи воздуха равен

 

 

где k - коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха в эрлифте. Скорость воздуха в эрлифте не должна превышать 10 - 15 м/с. При скорости 10 м/с

При скорости 15 м/с

Пo ГОСТ 9274-72 принимаем трубу dy = 4 мм; dн = 6 мм; sст = 1,2 мм.

2. Рассчитаем монжусы для химикатов при внутреннем диаметре транспортной трубы D = 20 мм, давлении рабочего агента P1 = 2•9,81•104 Па, высоте передавливания Н = 7 м.

Размеры монжусов подбирают, исходя из соображений обеспечения заданного уровня в расходном баке, т.е. из соображений обеспечения баланса между потреблением раствора химиката из бака ?Qб и подачей его из монжуса Qм с учетом вместимости транспортного трубопровода Gтр.

Производительность монжуса равна

 

где: ?? = ?вх + ??закр = 0,25 + 10•0,294 = 3,19

 

? и ?? подбираются по таблицам.

Для химикатов принимаем удельный вес раствора ?х = 1000 Н/м3. Для насыщенного раствора соли принимаем удельный вес раствора ?соли = 1147 Н/м3.

Производительность монжуса для химикатов составляет

Теперь учтем объем транспортных трубопроводов. Предположим, что длина транспортной трубы с внутренним диаметром 20 мм от монжуса до расходного бака составляет 15 м. Тогда объем трубы равен:

Gтр = ?•h2•L = 23,55 л.

 

При максимальной дозе 15 л и объеме транспортной трубы 23 л объем монжуса может быть принят 40 л.

Значит, объем и производительность монжуса обеспечивают восстановление уровня в расходном баке с учетом заполнения транспортной линии в течение 3,2 с.

 

3.9 Разработка принципиальных технических решений

 

.9.1 Принципиальная электрическая схема АСР концентрации

раствора серной кислоты

Принципиальная электрическая схема представлена на рисунке 3.13.

 

Рисунок 3.13

Принципиальная схема состоит из четырёх блоко