Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рис. 11.

1. Регулирование.

• Регулирование с_ог по подаче абсорбента G_а - как показателя эффективности процесса абсорбции.

• Регулирование давления верха колонны Р_в = Р_ог по отбору обедненной газовой смеси G_ог - для обеспечения материального баланса по газовой фазе.

• Регулирование уровня h_на по отбору насыщенного абсорбента G_на - для обеспечения материального баланса по жидкой фазе.

• Регулирование температуры исходных материальных потоков газа _г⁰ и абсорбента _а⁰ по подаче хладоагентов G_хл1 и G_хл2 соответственно - для обеспечения теплового баланса установки.

• Стабилизация расхода исходной газовой смеси G_г - для обеспечения заданной производительности установки.

1. Контроль.

• расходы - G_г, G_а, G_ог, G_на, G_хл1, G_хл2;

• температуры - ;

• давление - Р_в, Р_н, Р;

• уровень насыщенного абсорбента - h_на;

• концентрация - с_ог .

1. Сигнализация.

• существенные отклонения с_ог от с_ог^зд ;

• значительное повышение Р_в > Р_пред , при этом формируется сигнал «В схему защиты».

1. Система защиты.

По сигналу «В схему защиты» - открывается магистраль G_ог, закрываются все остальные магистрали.

4. Материалы к лекции №12

Автоматизация процесса сушки

Основные параметры сушильного агента и материала, как влагоносителей.

Относительная влажность сушильного агента  :

(1).

На основании уравнения Менделеева-Клапейрона можно получить :

(3).

Относительная влажность материала  - это

отношение массы влаги М_вл к общей массе влажного материала М=М_см + М_вл , или к массе абсолютно сухого материала М_см:

• Влажность, отнесенная ко всему веществу:

, где М=var

• Влажность, отнесенная к массе абсолютно сухого материала:

, где М_см= const .

Диаграммы равновесия при сушке.

Диаграмма при  = *.

На диаграмме принято ₁^* >₂^*>₃^*.

Рис.1.

Из диаграммы следует:

• При   ^* - эффективность сушки повышается;

• При * - эффективность сушки повышается.

Диаграмма *= f() при =const.

Рис.2.

• На рис.2. приведены: 1 - диаграмма при ₁; 2- диаграмма при ₂;

1. -диаграмма при ₃.

• При условии, что ₁ < ₂ < ₃

• Из диаграммы следует: При . При

Диаграмма  -  равновесной и рабочей линий

процесса сушки при прямотоке G_м и G_са

(при различных температурах).

Рис.4.

• На диаграмме представлены: 1 - Равновесная линия =f() при ₁;

2 - Равновесная линия =f() при ₂. 3 - Рабочая линия  - .

• На диаграмме принято: ₂ > ₁.

• Из диаграммы рис.4 следует:

. При   _ср . При

Кинетика процесса сушки.

• Уравнение массопередачи 1-го периода сушки с постоянной скоростью (Т₁ ):

(1),

где

• К=_са - коэффициент массоотдачи от поверхности контакта в газовую фазу;

• - средняя движущая сила процесса по сушильному агенту, где .

• Первый период сушки соответствует изменению влажности материала от .

• При наступает 2-ой период сушки.

• Уравнение массопередачи 2-го периода сушки с уменьшающейся скоростью (Т₂ ):

(2),

где

• К - коэффициент массопередачи от материала к поверхности контакта фаз;

• ; .

• Второй период сушки соответствует изменению влажности материала от .

Кривая скорости сушки.

Рис.5.

Возможны следующие соотношения периодов сушки:

1. Т_сушки = Т₁

2. Т_сушки = Т₂

3. Т_сушки = Т₁+ Т₂.

• При анализе равновесия мы рассмотрели процесс сушки, характеризующийся первым периодом и уравнением массопередачи (1).

Объект управления.

Схема барабанной сушилки прямоточного действия

1. - топка; 2 - смесительная камера; 3 - сушильный барабан;

1. - циклон; 6 - вентилятор

Рис.6.

Газообразное топливо G_т подается с первичным воздухом G_пв через горелки в топку 1, где сжигается для получения сушильного агента.

Формирование сушильного агента осуществляется в смесительной камере 2, куда подается вторичный воздух G_вв.

Влажный материал подается с помощью автоматического дозатора 7 в сушильный барабан 3. Барабан наклонно расположен и вращается со скоростью 4-5 об/мин, так что материал перемещается вдоль барабана и высушивается к моменту попадания в бункер 4 до определенной влажности _см.

Сухой материал G_см отгружается из бункера 4 автоматическим дозатором 7.

Отработанный сушильный агент G_са в циклоне 5 очищается от пыли и вентилятором 6 выводится из процесса.

Показатель эффективности процесса - влажность сухого материала _см .

Цель управления процессом - поддержание _см = _см^зд.

Структурная схема топки и смесительной камеры.

Рис.7.

• Материальный баланс по газовой фазе.

Уравнение динамики:

(1),

Уравнение статики:

. (2)

• Тепловой баланс.

Уравнение динамики:

(3).

Уравнение статики:

(4)

Информационная схема топки

и смесительной камеры.

Рис.8.

• - возможные неконтролируемые возмущения;

• - возможные контролируемые возмущения;

• - возможные управляющие воздействия.

• Выводы по анализу топки и смесительной камеры как объекта управления:

;

.

Структурная схема сушильного барабана.

Рис.9.

Материальный баланс по твердой фазе.

• Уравнение динамики:

, (5),

где h_м - высота слоя материала в барабане;

S_апп - сечение аппарата;

_м - плотность материала;

W_м^са - количество влаги, удаляемой в процессе сушки из материала в единицу времени, кг/с.

• Уравнение статики:

(6).

• На основании (5) и (6) можно принять:

.

• В типовой схеме автоматизации стабилизируют G_вм и G_см, что обеспечивает также стабилизацию h_м

Материальный баланс по газовой фазе.

• Уравнение динамики:

(7),

где

М_са^б - мольная масса сушильного агента в барабане,

кг/моль;

Р_са^б - разрежение в барабане, Па;

_са^б - температура в барабане (по газовой фазе), К,

V_са^б - объем газовой фазы в барабане, м³.

• Уравнение статики:

(8).

• На основании (7) и (8) можно считать:

.

• Предпочтительным управляющим воздействием является G_са^вых.

Тепловой баланс в сушильном барабане.

• Уравнение динамики:

(9).

• Уравнение статики при :

(10).

• В выражениях (9) и (10) принимаем:

;

r - удельная теплота испарения влаги , дж/кг.

• На основании (9) и (10) можно принять:

(11),

где

(12).

Материальный баланс по количеству влаги в материале.

• Уравнение динамики:

(13),

• Уравнение статики :

(14).

• Из выражений (13) и (14) следует, что:

(15),

где W_м^са - определяется уравнением массопередачи.

Материальный баланс по количеству влаги в сушильном агенте.

• Уравнение динамики:

(16).

• Уравнение статики :

(17).

• Из выражений (16) и (17) следует, что:

(18).

Материальный баланс по общему количеству влаги в процессе сушки.

• Уравнение динамики:

(19),

где .

• Уравнение статики :

(20).

• На основании выражений (19) и (20) можно считать:

(21).

• При анализе топки мы получили:

(22).

Из всех возможных управляющих воздействий, перечисленных в выражениях (21) и (22), для регулирования конечной влажности материала наиболее информативным является расход топлива G_т.

Информационная схема сушильного барабана.

Рис.10.

• Возможные управляющие воздействия:

.

• Возможные контролируемые возмущения:

.

• Возможные неконтролируемые возмущения:

.

• Возможные управляемые переменные:

.

• Сушильный барабан является сложным многосвязным объектом.

Типовая схема автоматизации процесса сушки.

Рис.11.

1. Регулирование.

• Регулирование _см по подаче топлива G_т - как показателя эффективности процесса сушки.

• Регулирование соотношения расходов топлива G_т и первичного воздуха G_пв по подаче первичного воздуха - для обеспечения эффективности сгорания топлива.

• Регулирование температуры сушильного агента на входе в барабан _са^вх по подаче вторичного воздуха G_вв.

• Регулирование разрежения в барабане Р_са^б по отбору отработанного сушильного агента G_са^вых - для для обеспечения материального баланса по газовой фазе.

• Стабилизация расходов влажного и сухого материала G_вм и G_см автоматическими дозаторами - для обеспечения материального баланса по твердой фазе.

1. Контроль.

• расходы - G_т, G_пв, G_вв, G_вм, G_см;

• температуры - ;

• разрежение - Р_б;

• влажность - _см (_к).

1. Сигнализация.

• существенные отклонения _см от _зд;

• значительное повышение _са^вх;

• Незапланированное отключение привода, при этом формируется сигнал «В схему защиты».

1. Система защиты.

По сигналу «В схему защиты» - прекратить подачу материала и топлива в сушильный агрегат.

5. Материалы к лекции №13

Автоматизация процесса ректификации (ч.1)

Диаграмма равновесия «θ – x – y » при Р= const.

Рис.1.

• Смесь двухкомпонентная: компонент А - низкокипящий; компонент В - высококипящий.

• Диаграмма позволяет определять:

• θ_x и θ_y - для любого состояния смеси при заданном Р;

• x и y - для любой температуры смеси.

• По данным диаграммы «θ – x – y » может быть построена диаграмма равновесия « x – y » при Р= const.

Диаграмма равновесия « x – y » при Р= const.

Рис.2.

• На осях y и x откладывают значения y_А и x_А соответствующие 100% содержанию компонента А в паровой и жидкой фазах соответственно;

• Диагональ ОА соответствует составам смеси y_А = x_А.

• Расположение равновесной линии выше диагонали означает, что пары обогащены низкокипящим компонентом.

• Чем ближе линия равновесия к диагонали, тем меньше разница составов жидкой и паровой фаз и тем труднее разделяется смесь при ректификации.

Схема колонны ректификации для математического

описания рабочих линий процесса.

Характеристики

Список файлов реферата