Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУВПО Ивановский Государственный Химико-Технологический Университет
Факультет химической техники и кибернетики
Кафедра технической кибернетики и автоматики
Лабораторная работа по дисциплине:
«Технологические процессы и производства как объекты управления»
Тема работы: Исследование гидродинамических структур потоков в аппаратах химической технологии
Вариант №15
Выполнил:
студент гр. 3/36
Мотыгин О.А.
Иваново 2012
Цель работы:
приобретение навыков компьютерного моделирования типовых объектов химической технологии на примере смесителя емкостного типа с мешалкой.
Порядок выполнения работы:
1) Составить математическое описание объекта и записать передаточную функцию по заданному каналу;
2) В среде Mathcad получить статическую характеристику и кривую разгона по заданному каналу и аппроксимировать динамические свойства объекта по этому каналу апериодическим звеном первого порядка.
Исходные данные:
Канал:
Характеристика объекта:
В аппарат емкостного типа с мешалкой и рубашкой подаются две жидкости, расходы, концентрации и температуры которых равны υ1, c1, t1 и υ2, c2, t2. В рубашку с расходом υт и температурой tт.вх подается теплоноситель. Выходными величинами смесителя являются состав жидкости c, температура t в смесителе и температура tт в рубашке, а входными – расходы потоков υ1, υ2 и υт , концентрации c1 и c2 и температуры t1, t2 и tт.вх на входе.
Допущения:
– жидкость в смесителе идеально перемешана;
– теплофизические свойства жидкости в смесителе и рубашке постоянны и совпадают с их значениями во входных потоках (коэффициент теплопередачи Kт=10 кДж/(м2·мин·К), поверхность теплопередачи F=2,3 м2, плотности жидкостей в смесителе и в рубашке ρ=ρт=1,2 кг/л, теплоемкости жидкостей в смесителе и в рубашке Сp=Cpт=4,19 кДж/(кг·К) Vхл=200 л);
– объем в смесителе не изменяется.
– потери тепла в окружающую среду отсутствуют.
Составление математической модели для аппарата:
Рассмотрим схему тепловых потоков в аппарате.
Распишем тепловые потоки:
Уравнение материального баланса по полезному компоненту:
Составим математическую модель объекта:
Математическая модель объекта – система обыкновенных дифференциальных уравнений с начальными условиями:
Математическая модель в статике
Перейдём от абсолютных величин к их отклонениям от значений в статике:
Введём обозначения:
Найдём передаточную функцию по каналу
Из (2) выразим и подставим в (1)
Посчитаем
Vхл
tт
υхл
т.вх
υхл
υ1, c1, t1
υ2, c2, t2
υ, c, t
V
t
V