bài tập lớn lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.43 MB, 13 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N IẠỌỘ VI NỆ KHOA H CỌ VÀ CÔNG NGH NHI TỆỆ L NHẠ

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Bài tập lớn: Lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiệt

Đề bài:

Một bộ trao đổi nhiệt cung cấp nước nóng liên tục cho hộ tiêu thụ với cácthông số công nghệ như sau:

- H – Mức nước trong bình trao đổi nhiệt, [m ]-  - Nhiệt độ nước đầu ra,[0C]

- 1 - Độ mở van V1 điều chỉnh nước cấp đầu vào- q1 – Lưu lượng nước cấp đầu vào

- 2 - Độ mở van V2 điều chỉnh lưu lượng môi chất cấp nhiệt- q2 – Lưu lượng mơi chất cấp nhiệt vào bình gia nhiệt- qr – Lưu lượng nước ra khỏi bình gia nhiệt đến hộ tiêu thụ- R1,R2 là các bộ điều chỉnh

Các thông số ở trạng thái cân bằng : H0, ,  0, q10,q20,qr0=qt0

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

mc= a*STT

Biết rằng STT là số thứ tự của sinh viên làm bài trong danh sách điểm danh của lớp. a = 0,1 nếu STT = [1;15]

 a=0,05 nếu STT = [16; 30]  a=0,03 nếu STT = [31; 50] a = 0,02 nếu STT = [51; 74]

8.Đánh giá chất lượng hệ thống đạt được với yêu cầu chỉ số tắt dần chotrước là ѱc= a. Biết rằng a có các giá trị sau:

 a = 0,95 nếu STT = [1;35] a=0,9 nếu STT = [36; 74]

STT là số thứ tự của sinh viên làm bài trong danh sách điểm danh của lớp

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Câu 1 và câu 3: Vẽ sơ đồ cấu trúc của vòng điều chỉnh mức nước và đặt ký hiệu cho các khối trong vịng điều chỉnh mức nước

Vẽ sơ đồ

Giải thích các ký hiệu trong hình vẽ:

+ �0: giá trị đặt ban đầu biểu thị mức nước ban đầu có trong bình+ R1: bộ điều chỉnh mức nước

+ V1: van điều chỉnh lưu lượng nước+ : độ mở van�1

+ q1 : lưu lượng nước chảy vào bể+ O11: Đối tượng công nghệ theo kênh q1+ O1 : đối tượng điều chỉnh của cả hệ thống

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Câu 2 và câu 4: Vẽ sơ đồ cấu trúc của vòng điều chỉnh nhiệt độ và đặt ký hiệu cho các khối trong vòng điều chỉnh nhiệt độ

: Lưu lượng mơi chất cấp vào bình gia nhiệt : Lưu lượng mơi chất cấp vào bình gia nhiệt

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

5.Xác định bộ điều chỉnh bền vững tối ưu R1 cho vòng điều chỉnh mức nước.

Kẻ tiếp tuyến với đồ thị tại tiếp điểm có = 50% coi van là một khâu tỷ lệ:�1

Hàm truyền V1= tan α = = 0,01

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

- Ta nhận thấy đặc tính quá độ của đối tượng O11 là một đối tượng khơng có tự cân bằng và có thể xấp xỉ bởi mơ hình khâu tích phân qn tính có trễ với hàmtruyền có dạng như sau:

 Đối tượng điều chỉnh của hệ thống điều chỉnh mức nước là: = = 0,01. =

 Ta có mơ hình bộ điều chỉnh bền vững R1 lý tưởng có dạng: �1(s) = ���1(�)−1

���1( ) = �

�(s) = . =

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

6.Xác định bộ điều chỉnh bền vững tối ưu R1 cho vòng điều chỉnh nhiệt độ

Ta có thể coi tín hiệu của �2 là tín hiệu nhiễu ảnh hưởng đến � 2

o Từ đặc tính q độ của đối tượng �22 ta có thể nhận thấy đối tượng �22 là mộtkhâu quan tính bậc hai có trễ, mơ hình đối tượng �22 có dạng như sau:

o Các tham số của mơ hình đối tượng �22 cần xác định là: �22, �1, �2,

o Xác định đại lượng của các đối tượng thực từ đặc tính quá độ: +) Giá trị xác lập: y = 12 [∞ ℃]

+) Hằng số quán tính biểu trưng: = 23-7= 15 (phút) ��

+) Tọa độ điểm uốn U(��, y ): U(12;4,5)�

+) Độ lớn của xung bậc thang: �� = 1K22 . �22 =

(1 + T1.s)(1 + T2.s)

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

+ Hệ số truyền: K =

o Độ cao tương đối của điểm uốn

+ Độ cao ngưỡng : = 1 - 2=�m 0,264 => > �m

+ Độ vượt ngưỡng : = – = � �� 0,375 – 0,264 = 0,111 + Các hằng số quán tính :

T1= = = 5,089 (phút) + T = T = 5,089 (phút)12

+ Thời gian trễ: = - �2 �� �� .�.(1+) - �1

= 12 – 15.0,111(1+) – 5,089 = 5,15 (phút)  Từ các giá trị tính được ta tìm được mơ hình đối tượng �22(s) :

�22 (s)= = (T1=T )2

 Từ đồ thị đặc tính của van V2 với V2 là khâu tỉ lệ, ta kẻ đường tiếp tuyến ứng với giá trị độ mở van là 25%. Ta xác định được hệ số truyền ��2 bằng hệ số góc nghiêng của tiếp tuyến với đặc tính van do đó ta có :

=> ��2 = tgα = = 0,05=> Mơ hình của đối tượng (s) là: �2

�2(s) = ��2. �22 => �2(s) =0,05.�(s) =

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

 Từ mơ hình của đối tượng (s) ta có mơ hình của bộ điều chỉnh bền vững tối�2

ưu 2 cho vòng điều chỉnh nhiệt độ có dạng là: ��2(s) = ���2( )�−1

Bộ điều chỉnh :

�1(s) = = 596 + 149s

Dựa vào đồ thị trên ta xác định được các thông số sau :+ h(∞) = 1; h(max) = 1,23

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

+ Sai số điều chỉnh : = 5% . (∞)� ℎ = 5%.1= 0.05+ A1= 0,23 ; A2= 0,05

+ Qua đó ta xác định được:

+ Thời gian điều chỉnh (thời gian quá độ): T = 3 (s)q1