Вариант 10

1. Необходимо измерить давление в автоклаве, которое меняется в пределах от 0,1 до 0,2 мПа с точностью ±0,007 мПа. В вашем распоряжении имеется два прибора:

а) с классом точности 1,5 и диапазоном шкалы прибора 0?0,6 мПа

б) с классом точности 2,5 и диапазоном шкалы прибора 0?0,25 мПа

Какой из приборов Вы выберете? Подтвердите выбор расчетами

Основным критерием выбора средств измерений по точности должно быть соотношение между пределом допускаемой основной абсолютной погрешности измерения выбранного средства измерений и полем допуска измеряемой величины. В зависимости от того, в каком диапазоне измерений находится измеряемая величина (параметр) и каков её допуск следует определять пределы измерений выбираемого средства измерений и допускаемую предельную погрешность (класс точности средства измерений).

й величины.

а) рассмотрим прибор с классом точности 15, с диапазоном шкалы прибора от 0?0.6мПа:

Класс точности обозначает, что погрешность равна 1.5 %.

Находим абсолютную погрешность:

Др = (рmах-рmin)•1.5%= (0.6-0)•1.5%= 0.009

Погрешность измерения выше допустимой точности измерений.

б) рассмотрим термометр с классом точности 2,5, с диапазоном шкалы прибора от 0?0.25мПа:

Класс точности обозначает, что погрешность равна2,5 %.

Находим абсолютную погрешность:

Др = (рmах-рmin)•2.5%= (0.25-0)•2.5%= 0.00625

Погрешность измерения ниже допустимой точности измерений,

Следовательно для измерения давления в автоклаве следует выбрать прибор б

2. Используя критерий Гурвица, определить устойчивость САУ, характеристическое уравнение которой следующее:

3,6•р3+2,1•р2 +0,5р+3 =0

Здесь

а0• =3.6

а1 =2.1

а2 =0,5

а3=3

В нашем уравнении n =3. Составляем главный определитель Д3

Далее составляем диагональные миноры.

Для устойчивости линейной системы по критерию Гурвица необходимо и достаточно, чтобы при а0>0, все диагональные миноры определителя Гурвица были положительны. У нас система третьего порядка. Для данной системы условия устойчивости, вытекающие из критерия Гурвица сводятся к выполнению требований:

1) а0р + а1 =0 если а0•а1 >0

3,6 •2,1 >0 удовлетворяет условию

2) а0р2+а1р+а2=0 если а0•а1•а2>0

3,6 •2,1 0,5>0 удовлетворяет условию

3)а0•р3+а1•р2 +а21р+а3=0, если а0•а1•а2•а3>0 и а1•а2-а0•а3>0

а) 3,6 •2,1 0,5•3 >0 удовлетворяет условию

б)2,1•0,5-3,6•3=-9,75<0 система не удовлетворяет условию

таким образом, можно сделать вывод, что система неустойчива.

3. Разработка схемы автоматизации единицы оборудования пищевых производств

Для обработки молока в закрытом потоке при высоких скоростях его движения служат трубчатые пастеризационные установки.

Односекционный аппарат с паровым обогревом наиболее простой из применяемых трубчатых пастеризаторов. Он состоит из цилиндрического корпуса, снабженного термоизоляцией и закрытым защитным кожухом из тонколистной стали. Внутри цилиндрического корпуса размещен трубчатый теплообменник, состоящий из труб, трубных досок с выфрезерованными в них каналами для попарного соединения труб и крышек с резиновыми уплотнениями. Последние изолируют каналы друг от друга, создавая таким образом змеевик. Первая и последняя трубы теплообменника выведены из цилиндра наружу в виде патрубков со штуцерами для ввода и вывода обрабатываемого продукта. В паровой рубашке цилиндра на входе пара установлена перфорированная отражательная пластина для предотвращения местного перегрева труб. В верхней части цилиндра смонтирована паровая обвязка пастеризатора, состоящая из температурного датчика, вентиля, регулятора температуры прямого действия и монометра.

Для автоматического удаления конденсата из межтрубного пространства в нижней части цилиндра смонтиован конденсатоотводчик. Он состоит из корпуса и крышки, соединенных болтами, поплавка с грузом, съемного седла и шарикового клапана. Корпус установлен на трубчатой подставке, четыре ножки которой имеют винтовые опоры для регулировки уровня при монтаже пастеризатора на неровном полу.

При работе пастеризатора молоко через входную трубу поступает в трубчатый теплообменник и, проходя по змеевиковым каналам, нагревается паром до заданной температуры. На выходе молока из теплообменника установлен датчик температуры, связанный с регулятором температуры. Поступление пара в межтрубное пространство пастеризатора регулируется автоматически в зависимости от температуры пастеризации молока.

Более совершенный конструкции трубчатых пастеризаторов оборудованы также перепускным клапаном, который связан с чувствительным элементом менометрического термометра. Последний воспринимает температуру молока, выходящего из пастеризатора, и подает сигнал на электромагнитный клапан. Если температура молока ниже заданной, электромагнитный клапан срабатывает и направляет поток молока на повторное нагревание.

Рис.1 Параметрическая схема ванны длительной пастеризации

Рис. 2 Функциональная схема автоматизации

Функциональная схема автоматизации процесса пастеризации в