Giáo Trình Tự Động Hóa Quá Trình Nhiệt

CuuDuongThanCong.com

/>

Ï
Ü G HOA
TÆÛ ÂÄN
Û
Q UAÏ TRÇN H NH IÃT
PHÁN
Ö I

: LYÏ THUYÃT
Ú ÂIÃU
Ö CHÈNH TÆÛ ÂÄN
Ü G

Ü G ÂÄIÚ
PHÁN
Ö II : MÄT
Ü SÄÚ HÃÛ THÄN
Ú G ÂIÃU
Ö CHÈNH TÆÛ ÂÄN
TÆÅN
Ü G NHIÃT
Û TRONG NHAÌ MAY
Ï NHIÃT
Û ÂIÃN
Û
PHÁN
Ö III : CAC

Ï THIÃT
Ú BË ÂIÃU
Ö CHÈNH TÆÛ ÂÄN
Ü G

2

CuuDuongThanCong.com

/>

Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN I

PHN
ệ I
L
LY
Yẽ ẽ T
TH
HU
UY
Y
T
T
II
ệU
ệU C
CH
HẩẩN
NH

HT
Tặ

ĩN
ĩNG
G
CHặNG 1: MĩT S ậNH NGHẫA VAè KHAẽI NIM C BAN
CHặNG 2: TấNH CHT CUA I TặĩNG IệU CHẩNH VAè
XY DặNG PHặNG TRầNH ĩNG HOĩC CUA NOẽ
CHặNG 3: TấNH CHT CUA CAẽC Bĩ IệU CHẩNH VAè CAẽCH
XY DặNG PHặNG TRầNH ĩNG HOĩC CUA CHUẽNG
CHặNG 4: CAẽC KHU TIU BIỉU CUA H THNG IệU
CHẩNH Tặ ĩNG VAè CAẽC C TấNH ĩNG CUA CHUẽNG
CHặNG 5: CAẽC C TấNH ĩNG CUA H THNG Tặ ĩNG
CHặNG 6: TấNH ỉN ậNH CUA H THNG Tặ ĩNG
CHặNG 7: TấNH TOAẽN H THNG Tặ ĩNG

6
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

CHỈÅNG 1:

MÄÜT SÄÚ ÂËNH NGHÉA V KHẠI NIÃÛM CÅ BN

1.1. Så lỉåüc vãư quạ trçnh phạt triãøn ca L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng (LTÂCTÂ) v mäüt
säú thût ngỉỵ ca LTÂCTÂ

L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng l män khoa hc nghiãn cỉïu nhỉỵng ngun
tàõc thnh láûp hãû tỉû âäüng vãư nhỉỵng quy lût ca cạc quạ trçnh xy ra trong hãû
thäúng. Nhiãûm vủ chênh ca ngnh khoa hc ny l xáy dỉûng nhỉỵng hãû tỉû âäüng
täúi ỉu v gáưn täúi ỉu bàòng nhỉỵng biãût phạp k thût, âäưng thåìi nghiãn cỉïu cạc
váún âãư thüc vãư ténh hc v âäüng hc ca hãû thäúng âọ. Nhỉỵng phỉång phạp
hiãûn âải ca l thuút âiãưu chènh tỉû âäüng giụp chụng ta chn âỉåüc cáúu trục
håüp l ca hãû thäúng, xạc âënh trë säú täúi ỉu ca thäng säú, âạnh giạ tênh äøn âënh
v nhỉỵng chè tiãu cháút lỉåüng ca quạ trçnh âiãưu chènh.
Tiãưn thán ca män khoa hc k thût âiãưu chènh tỉû âäüng ngy nay l k
thût v l thuút âiãưu chènh mạy håi nỉåïc bàõt âáưu vo thåìi k Cạch mảng
cäng nghiãûp ca Ch nghéa Tỉ Bn.
Nàm 1765 xút hiãûn mäüt cå cáúu âiãưu chènh cäng nghiãûp âáưu tiãn âọ l bäü
âiãưu chènh tỉû âäüng mỉïc nỉåïc trong näưi håi ca Nh cå hc Nga U - U ΠΟΛΖΥΗΟΒ (Pälzunäúp ). Hãû thäúng âiãưu chènh mỉïc nỉåïc ny âỉåüc thãø hiãûn
så lỉåüc trãn hçnh v sau:

Nỉåïc cáúp
Håi nỉåïc

y

µ

Q
Hçnh 1.1. Bäü âiãưu chènh mỉïc nỉåïc trong näưi håi

Gáưn 20 nàm sau, nàm 1784 Jame Watt nh cå hc ngỉåìi Anh â nháûn
bàòng sạng chãú vãư bäü âiãưu täúc mạy håi nỉåïc kiãøu con quay ly tám. Vãư ngun
l âiãưu chènh thç bäü âiãưu täúc ca Jame Watt khäng khạc so våïi bäü âiãưu chènh

7

CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

mỉïc nỉåïc ca Polzunäúp, nhỉng khạc hon ton vãư cáúu tảo v mủc âêch ỉïng
dủng.

Z
L
l1

l2

µ
M

Håi nỉåïc

TÚC BIN
HÅI NỈÅÏC

y

Hçnh 1.2. Bäü âiãưu chènh täúc âäü quay ca Túc bin
Ngun l hoảt âäüng:
Chuøn âäüng quay ca trủc mạy håi nỉåïc âỉåüc chuøn mäüt cạch t lãû
thnh chuøn âäüng ca con quay ly tám. Hai qu trng khi chuøn âäüng quay
quanh trủc âỉïng tảo ra lỉûc ly tám v nhåì hãû thäúng thanh truưn lỉûc, kẹo theo

sỉû chuøn dëch ca con trỉåüt M lãn phêa trãn cho âãún khi cán bàòng våïi lỉûc l
xo L . Nhỉ thãú âäü dëch chuøn ca con trỉåüt M liãn hãû chàût ch våïi täúc âäü
quay y ca mạy håi nỉåïc, cạnh tay ân l1, l2 lm chuøn dëch trủc van âiãưu
chènh theo hỉåïng chäúng lải chiãưu thay âäøi täúc âäü quay ca mạy håi nỉåïc. Nhỉ
váûy täúc âäü quay ca mạy håi nỉåïc âỉåüc giỉỵ åí mäüt giạ trë cán bàòng no âọ phủ
thüc vë trê cå cáúu âënh trë Z.
Cạc bäü âiãưu chènh ca Pälzunäúp v ca Jame Watt âãưu tảo ra sỉû chuøn
âäüng van âiãưu chènh chè nhåì vo nàng lỉåüng trỉûc tiãúp ca cå cáúu âo nãn cọ tãn
gi l cạc bäü âiãưu chènh trỉûc tiãúp.
Theo u cáưu phạt triãøn cäng sút ca thiãút bë, cạc bäü pháûn ca van âiãưu
chènh cọ kêch thỉåïc v trng lỉåüng ngy cng tàng. Do váûy lỉûc cn âäúi våïi cạc
bäü pháûn chuøn âäüng cng tàng theo tåïi mỉïc cạc bäü âiãưu chènh trỉûc tiãúp khäng
â cäng sút âãø hoảt âäüng. Màût khạc chụng khäng cọ kh nàng duy trç chênh
xạc giạ trë âải lỉåüng âiãưu chènh khi thay âäøi phủ ti (thay âäøi cäng sút). Hiãûn
tỉåüng âọ gi l âäü khäng âäưng âãưu ca qụa trçnh âiãưu chènh hay âiãưu chènh cọ
âäü sai lãûch dỉ (cọ sai säú ténh hc). Thỉûc váûy khi âäúi tỉåüng mang phủ ti måïi,
cạnh måí ca cå quan âiãưu chènh phi cọ vë trê måïi tỉång ỉïng (phủ ti cng låïn,
cáưn lỉu lỉåüng håi, nỉåïc cng låïn. Mún váûy cỉía thoạt ca van âiãưu chènh phi
måí cng räüng). Âãø gim âäü khäng âäưng âãưu ngỉåìi ta â cäú gàõng tàng t säú ca

8
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

cạnh tay ân l1/l2. Song tàng t säú âọ âãún mäüt giạ trë no âọ thç gàûp hiãûn tỉåüng
lả âäúi våïi k thåìi sn xút mạy håi nỉåïc cúi thãú k 18.
Âọ l hëãûn tỉåüng máút äøn âënh hãû thäúng âiãưu chènh tỉû âäüng, khi âảûi

lỉåüüng âãưu chènh dao âäüng tåïi biãn âäü tàng khäng ngỉìng.

y(t)

0

t

Hçnh 1.3. Hãû thäúng âiãưu chènh máút äøn âënh
Mi biãûn phạp âáúu tranh våïi hiãûn tỉåüng máút äøn âënh ca hãû thäúng âiãưu
chènh bàòng cạch gim ma sạt ca cạc khåïp näúi hồûc ci tiãún cå khê khạc âãưu
khäng âem lải kãút qu. Vç váûy â xy ra thåìi k âçnh trãû sỉû phạt triãøn ca mạy
håi nỉåïc. Sỉû kiãûn khng khiãúp trãn â gáy nh hỉåíng låïn tåïi mỉïc läi cún sỉû
chụ ca cạc nh bạc hc låïn thãú k 19. Cäng trçnh gii quút váún âãư äøn âënh
âỉåüc J-C Maxwell våïi tiãu âãư “ vãư cạc bäü âiãưu chènh “ cäng bäú nàm 1868 â l
tiãn âãư cho cạc tiãu chøn äøn âënh sau ny ra âåìi. Nhỉng do mäüt säú gi thiãút
âån gin họa váún âãư v kãút lûn xa thỉûc tãú lục báúy giåì nãn nghéa ca cäng
trçnh khäng âỉåüc cạc chun gia âỉång thåìi nhçn tháúy.
Cho âãúïn cúi thãú k 19 måïi cọ gii phạp hỉỵu hiãûu cho bi toạn vãư chãú âäü
âiãưu chènh äøn âënh khäng cọ sai lãûch dỉ trong cạc mạy håi nỉåïc cäng sút låïn.
Theo gii phạp âọ trong thnh pháưn ca bäü âiãưu chènh cọ thãm cå cáúu khãúch
âải lỉûc (tråü âäüng cå) âãø lm chuøn dëch van âiãưu chènh v cå cáúu phn häưi
phủ âãø thay âäøi âiãưu chènh âäüng hc ca bäü âiãưu chènh.
L thuút âiãưu khiãøn v âiãưu chènh tỉû âäüng tỉì trỉåïc cho âãún nàm 30 ca
thãú k 20 phạt triãøn ch úu trãn cå såí gii quút cạc váún âãư do thỉûc tãú tỉû âäüng
họa mạy håi nỉåïc âàût ra. M trung tám ca l thuút l váún âãư äøn âënh ca hãû
thäúng âiãưu chènh.
Bàõt âáưu nhỉỵng nàm 30 ca thãú k 20 l thuút âiãưu chènh tỉû âäüng âỉåüc
trang bë cạc dủng củ ca phỉång phạp táưn säú ráút phäø biãún cho âãún ngy nay
nhỉ nàm 1932 cọ t/c H.Niquits v 1938 cọ t/c ca A.V.Mikhailov ..

9
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Thỉûc tãú trong quạ trçnh váûn hnh, cạc hãû thäúng âiãưu khiãøn ln ln chëu
sỉû nh hỉåíng ca cạc tạc âäüng ngáùu nhiãn. Tỉì nhỉỵng nàm 40 - 60 ca thãú k
20 bàõt âáưu v phạt triãøn l thuút âiãưu khiãøn trong âiãưu kiãûn ngáùu nhiãn.
Thåìi k phạt triãøn hiãûn âải ngy nay ca l thuút âiãưu khiãøn tỉû âäüng v
âiãưu khiãøn quạ trçnh nhiãût nọi riãng dỉûa trãn cå såí ỉïng dủng mạy tênh v k
thût vi xỉí l .
Cng nhỉ mi ngnh khoa ha khạc, âiãưu khiãøn hc cọ nhỉỵng khại niãûm
v thût ngỉỵ riãng. Âãø xạc âënh cạc khại niãûm ta thäúng nháút cạc âënh nghéa
trong cạc thût ngỉỵ vãư âiãưu khiãún hc nhỉ sau:
+ Nhiãùu âäüng:
L cạc nhán täú nh hỉåíng xút hiãûn tỉì mäi trỉåìng xung quanh lm thay âäøi
âải lỉåüng âiãưu khiãøn mäüt cạch khäng mong mún v l nhỉỵng tạc âäüng lm
quạ trçnh sn xút khäng äøn âënh. Cọ hai loải nhiãùu âäüng:
Nhiãùøu âäüng trong: l nhiãùu âäüng gáy ra phêa âáưu vo.
Nhiãùu âäüng ngoi: l nhỉỵng nhiãùu âäüng gáy ra tỉì phêa phủ ti hay âáưu ra
ca thiãút bë.
+ Tạc âäüng âiãưu chènh:
L tạc âäüng khäúng chãú tỉì bãn ngoi âãø thay âäøi âải lỉåüng âiãưu chènh theo
hỉåïng ph håüp våïi mủc âêch âiãưu khiãøøn, âỉa quạ trçnh sn xút vãư trảng thại
äøn âënh nhỉỵng tạc âäüng âọ cọ thãø do con ngỉåìi hay mạy mọc thỉûc hiãûn trỉåìng
håüp m mạy mọc hoảt âäüng hon ton khäng cọ tạc dủng ca con ngỉåìi tham
gia gi l âiãưu chènh tỉû âäüng.

+ Âäúi tỉåüng âiãưu chènh:
L nhọm thiãút bë diãùn ra quạ trçnh cáưn âiãưu chènh trong âọ v chụng hoảt âäüng
tảo nãn bn cháút cäng nghãû ca quạ trçnh sn xút.
+ Bäü âiãưu chènh:
L nhọm thiãút bë tạc âäüng vo âäúi tỉåüng âiãưu chènh bàòưng nhỉỵng tạc âäüng lãûnh
theo quy lût toạn hc nháút âënh nhàòm duy trç chãú âäü lm viãûc âënh trỉåïc ca
hãû thäúng.
+ Cå quan âiãưu chènh:
L nhỉỵng bäü pháûn âãø thỉûc hiãûn truưn tạc âäüng tỉì bäü âiãưu chènh âãún âäúi tỉåüng
âiãưu chènh.
+ Thäng säú (âải lỉåüng) âiãưu chènh:
L nhỉỵng thäng säúï ca âäúi tỉåüng cáưn phi giỉỵ åí phảm vi cho phẹp hay âọ
cng l thäng säú cäng nghãû xạc âënh trảng thại ca âäúi tỉåüng k thût. Giạ trë
ca thäng säú âiãưu chènh m ta cáưn phi giỉỵ trong 1 giåïi hản cho trỉåïc gi l triû
säú qui âënh hay âënh trë.
Táûp håüp âäúi tỉåüng âiãưu chènh v bäü âiãưu chènh quan hãû våïi nhau theo mäüt
thût toạn nháút âënh gi l hãû thäúng tỉû âäüng âiãưu chènh hay gi tàõt l hãû âiãưu
chènh.

10
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

1

Vê dủ 1: Våïi bäü âiãưu chènh mỉïc
nỉåïc trong bãø

2

1.Táúm chàõn: Cå quan âiãưu chènh
1 + 2: Bäü âiãưu chènh
3.Bãø nỉåïc: âäúi tỉåüng âiãưu chènh
Ho : Âënh trë

3

Ho

Vê dủ 2: Våïi bäü âiãưu chènh täúc âäü
Tua bin
1.Táúm chàõn Cå quan âiãưu chènh
1 + 2 : Hãû thäúng âiãưu chènh
3.TB Cáưn giỉỵ cọ ω = const l âäúi
tỉåüng âiãưu chènh

2
1
3

ωο

TÚC BIN
HÅI NỈÅÏC

ωo : Âënh trë

Hçnh 1.4. Vê dủ vãư cạc bäü âiãưu chènh
Hçnh nh ca mäüt hãû thäúng âiãưu chènh tỉû âäüng cọ thãø biãøu diãùn dỉåïi
dảng så âäư chỉïc nàng thãø hiãûn sỉû tỉång tạc (biãøu diãùn bàòng mi tãn) giỉỵa cạc
pháưn tỉí hay nhọm thiãút bë (biãøu diãùn bàòng khäúi chỉỵ nháût). Trong hãû thäúng dỉåïi
sỉû nh hỉåíng ca cạc nhiãùu loản tỉì mäi trỉåìng xung quanh mỉïc âäü chi tiãút ca
så âäư v cạc pháưn tỉí cọ thãø khạc nhau ty theo tỉìng trỉåìng håüp củ thãø. Nhỉng
nhçn mäüt cạch täøng thãø mi hãû thäúng tỉû âäüng âãưu âỉåüc biãøu diãùn dảng så âäư
chỉïc nàng gäưm 2 pháưn tỉí cå bn l âäúi tỉåüng âiãưu chènh v bäü âiãưu chènh liãn
hãû våïi nhau bàòng cạc âỉåìng thäng tin cọ âënh hỉåïng.

Yo

BÂC

Yo

BÂC

Xâc

Xâc

ÂTÂC

Y

ÂTÂC

Y

Mảch liãn hãû nghëch

Hçnh: 1.5

11
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Hãû thäúng m l âäúi tỉåüng âiãưu chènh v bäü âiãưu chènh láûp thnh vng kên cọ
liãn hãû ngỉåüc gi l Hãû thäúng tỉû âäüng khẹp kên.
Hãû thäúng m máút 1 trong cạc liãn hãû trãn gi l Hãû thäúng tỉû âäüng håí.
Trong thỉûc tãú nghiãn cỉïu v thiãút kãú hãû kên cọ âäü phỉïc tảp gáúp bäüi so våïi hãû
håí. Âäúi våïi hãû thäúng kên näøi báût lãn váún âãư chênh l tênh äøn âënh ca hãû thäúng
v cháút lỉåüng âiãưu chènh.
1.2. Cạc ngun tàõc âiãưu chènh tỉû âäüng
1.2.1. Ngun tàõc giỉỵ äøn âënh
Ngun tàõc giỉỵ äøn âënh âỉåüc thỉûc hiãûn theo 3 ngun tàõc cå bn sau:
a- Ngun tàõc b tạc âäüng bãn ngoi: (ngun tàõc âiãưu chènh theo nhiãùu âäüng)
Så âäư cáúu trục:

f

BÂC

Xâc

Y

ÂTÂC

Yo
Hçnh: 1.6

Âäúi våïi hãû thäúng ta cáưn tçm quan hãû xạc âënh sao cho Y = Yo = const
Âáy l hãû thäúng håí nãn cọ cạc nhỉåüc âiãøm nhỉ khäng cọ liãn hãû nghëch nãn cọ
khi lm hãû thäúng máút kh nàng lm viãûc, v cạc nhiãùu khọ âo âỉåüc chênh xạc.
Do âọ hãû thäúng ny êt âỉåüc sỉí dủng.
b- Ngun tàõc âiãưu chènh theo âäü lãûch:
Så âäư cáúu trục:

Yo

∆Y

BÂC

Xâc

ÂTÂC

Y

Hçnh: 1.7

ÅÍ hãû thäúng ny tênh hiãûu ra Y (lỉåüng âỉåüc âiãưu chènh) âỉåüc phn häưi lải âáưu
vo v so sạnh våïi tênh hiãûu vo tảo nãn âäü sai lãûch.
∆y = Y - Yo

12
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Sai lãûch s tạc âäüng vo thiãút bë âiãưu chènh. Quạ trçnh âiãưu chènh s kãút thục
khi sai lãûch bë triãût tiãu, lục âọ ta cọ tên hiãûu ra Y - Yo.

c- Ngun tàõc âiãưu chènh häùn håüp:

f

Yo

∆Y

BÂC

Xâc

Y

ÂTÂC

Hçnh: 1.8

Loải ny tạc âäüng ca hãû thäúng nhanh, âäü tin cáûy cao, nhỉng giạ thnh lải cao.

1.2.2. Ngun tàõc âiãưu chènh theo chỉång trçnh
Ngun tàõc âiãưu chènh theo chỉång trçnh thỉåìng ạp dủng do hãû thäúng håí v hãû
thäúng kên. Ngun tàõc ny dỉûa vo u cáưu ca tên hiãûu ra y biãún âäøi theo thåìi
gian våïi mäüt chỉång trçnh no âọ, chàóng hản nhỉ y = y(t). Dỉûa vo mä t toạn
hc ca âäúi tỉåüng âiãưu khiãøn ta cọ thãø xạc âënh tên hiãûu âiãưu khiãøn.
Âãø âm bo bo âäü chênh xạc cao trong quạ trçnh âiãưu chènh theo chỉång trçnh
ngỉåìi ta dng hãû thäúng kên thỉûc hiãûn theo 3 ngun tàõc:
Âiãưu chènh theo sai lãûch
Âiãưu chènh theo nhiãùu âäüng
Âiãưu chènh theo phỉång phạp häùn håüp
1.2.3. Ngun tàõc âiãưu chènh tỉû thêch nghi (tỉû chènh âënh)
Khi cáưn âiãưu chènh nhỉỵng âäúi tỉåüng phỉïc tảp hồûc nhiãưu âäúi tỉåüng âäưng thåìi
m phi âm bo cho mäüt tên hiãûu cọ giạ trë cỉûc trë hồûc mäüt chè tiãu täúi ỉu
no âọ, thç ta phi dng ngun tàõc thêch nghi.
Så âäư cáúu trục:
f

TB chènh âënh

Yo

BÂC

Xâc

ÂTÂC

Hçnh: 1.9
13
CuuDuongThanCong.com

/>
Y


TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

1.2.4. Ngun tàõc âiãưu chènh täúi ỉu (âiãưu chènh cỉûc trë)
Yo = y ( t) Var l hm chỉa biãút
Så âäư cáúu trục:

f

TB tênh toạn

Yo

BÂC

Xâc

ÂTÂC

Y

Hçnh: 1.10

Thiãút bë tênh toạn sn ra nhỉỵng tên hiãûu l âãø âiãưu chènh.
1.3. Phán loải cạc hãû thäúng tỉû âäüng
1.3.1. Theo âënh trë (Yo)

Nãúu dỉûa vo âënh trë Yo thç ta cọ thãø phán ra 3 loải:
Hãû thäúng giỉỵ äøn âënh Yo = const
Âiãưu chènh chỉång trçnh Yo = y ( t ) biãút trỉåïc
Hãû thäúng ty âäüng Yo = y ( t ) = Var khäng biãút trỉåïc
1.3.2. Theo dảng tên hiãûu
Ta cọ:
Hãû thäúng liãn tủc: L hãû thäúng m táút c cạc tên hiãûu truưn tỉì vë trê ny
âãún vë trê khạc trong hãû thäúng 1 cạch liãn tủc (hm liãn tủc).
Hãû thäúng giạn âoản: L hãû thäúng m trong âọ cọ êt nháút 1 tên hiãûu biãøu
diãùn bàòng hm giạn âoản theo thåìi gian.
1.3.3. Theo dảng phỉång trçnh vi phán mä t hãû thäúng
Hãû thäúng tuún tênh: L hãû thäúng m âàûc tênh ténh ca táút c cạc phán tỉí l
tuún tênh. Phỉång trçnh trảng thại mä t cho hãû thäúng tuún tênh l cạc
phỉång trçnh tuún tênh. Âàûc âiãøm cå bn ca hãû thäúng ny thỉûc hiãûn âỉåüc
ngun l xãúp chäưng. Tỉïc l nãúu hãû thäúng cọ nhiãưu tạc âäüng âäưng thåìi, thç
phn ỉïng âáưu ra ca nọ l täøng táút c phn ỉïng do tỉìng tạc âäüng riãng l vo
hãû thäúng.
Hãû thäúng phi tuún: l hãû thäúng m trong âọ cọ 1 âàûc tênh ca mäüt phán tỉí
l hm phi tuún. Phỉång trçnh trảng thại mä t cho hãû thäúng ny l phỉång
trçnh phi tuún. Âàûc âiãøm ca hãû thäúng phi tuún l 2 thỉûc hiãûn âỉåüc ngun
l xãúp chäưng.

14
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Hãû thäúng tuún tênh họa: l hãû thäúng phi tuún âỉåüc tuún tênh họa. Tuún

tênh họa cạc âàûc tênh phi tuún cọ nhiãưu phỉång phạp.
1.3.4. Theo dảng thay âäøi âàûc tênh ca hãû thäúng
Hãû thäúng tỉû thêch nghi: Thêch nghi våïi c trỉåìng håüp âiãưu kiãûn thay âäøi.
Hãû thäúng khäng tỉû thêch nghi: Khäng tỉû chè âënh âỉåüc.
1.3.5. Theo dảng nàng lỉåüng tiãu thủ
Hãû thäúng âiãûn
Hãû thäúng khê nẹn
Hãû thäúng thy lỉûc
Hãû thäúng täøng håüp
1.3.6. Theo thäng säú âiãưu chènh
Hãû thäúng âiãưu chènh nhiãût âäü
Hãû thäúng âiãưu chènh ạp sút
Hãû thäúng âiãưu chènh lỉu lỉåüng . . .
1.4. Nhiãûm vủ ca L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng
L thuút âiãưu chènh tỉû âäüng nhàòm gii quút 2 nhiãûm vủ chênh:
1.4.1. Phán têch hãû thäúng
Nhiãûm vủ ny nhàòm xạc âënh âàûc tênh ca tên hiãûu ra ca hãû thäúng, sau âọ
âem so sạnh våïi nhỉỵng chè tiãu u cáưu âãø âạnh giạ cháút lỉåüng, âiãưu khiãøn ca
hãû thäúng âọ.
Mún phán têch hãû thäúng âiãưu khiãøn tỉû âäüng ngỉåìi ta dng phỉång phạp
trỉûc tiãúp hồûc giạn tiãúp âãø gii quút 2 váún âãư cå bn: váún âãư vãư tênh äøn âënh
ca hãû thäúng v váún âãư cháút lỉåüng ca quạ trçnh âiãưu khiãøn: quạ trçnh xạc láûp
trảng thại ténh v trảng thại âäüng (quạ trçnh quạ âäü).
Âãø gii quút nhỉỵng váún âãư trãn ngỉåìi ta thỉåìng dng phỉång phạp mä
hçnh toạn hc, tỉïc l cạc pháưn tỉí ca hãû thäúng âiãưu khiãøn âãưu âỉåüc âàûc trỉng
bàòng mäüt mä hçnh toạn v täøng håüp mä hçnh toạn ca cạc pháưn tỉí s cho mä
hçnh toạn ca ton bäü hãû thäúng.
Xạc âënh âàûc tênh äøn âënh ca hãû thäúng thäng qua mä hçnh toạn ca hãû
thäúng våïi viãûc sỉí dủng l thuút äøn âënh trong toạn hc. Cạc bỉåïc âãø gii
quút bi toạn äøn âënh l:

Láûp mä hçnh toạn ca tỉìng pháưn tỉí trong hãû thäúng (phỉång trçnh vi phán
hồûc hm truưn âảt).
Tçm phỉång phạp liãn kãút cạc mä hçnh toạn lải våïi nhau thnh mä hçnh
toạn ca c hãû thäúng.
Xẹt äøn âënh ca hãû thäúng dỉûa vo l thuút äøn âënh.
Tuy nhiãn viãûc láûp mä hçnh toạn ca cạc pháưn v ca hãû thäúng trong thỉûc tãú
ráút khọ khàn, nãn ta dng phỉång phạp xẹt äøn âënh theo âàûc tênh thỉûc nghiãûm
(âàûc tênh táưn säú hồûc âàûc tênh thåìi gian).
Gii quút nhiãûm vủ phán têch cháút lỉåüng quạ trçnh âiãưu khiãøn cng cọ 2
phỉång phạp: trỉûc tiãúp hồûc giạn tiãúp, thäng qua mä hçnh toạn hồûc âàûc tênh

15
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

âäüng hc thỉûc nghiãûm. Gii quút váún âãư ny thỉåìng l gii hãû phỉång trçnh vi
phán, vê têch phán v.v... Ngoi ra trong l thuút âiãưu khiãøn tỉû âäüng, khi phán
têch quạ trçnh quạ âäü ngỉåìi ta cn dng mạy tênh tỉång tỉû v mạy tênh säú.

1.4.2. Täøng håüp hãû thäúng
Täøng håüp hãû thäúng l váún âãư xạc âënh thäng säú v cáúu trục ca thiãút bë âiãưu
khiãøn. Gii bi toạn ny thỉûc tãú l thiãút kãú hãû thäúng âiãưu khiãøn tỉû âäüng. Trong
quạ trçnh täøng håüp thỉåìng km theo bi toạn phán têch. Âäúi våïi cạc hãû thäúng
âiãưu khiãøn täúi ỉu v tỉû thêch nghi, nhiãûm vủ täøng håüp thiãút bë âiãưu khiãøn giỉỵ
vai tr ráút quan trng. Trong cạc hãû thäúng âọ, mún täøng håüp âỉåüc hãû thäúng,
ta phi xạc âënh algorit âiãưu khiãøn, tỉïc l phi xạc âënh lût âiãưu khiãøn U(t).
Hãû thäúng âiãưu khiãøn cọ u cáưu cháút lỉåüng cao thç viãûc täøng håüp cng tråí nãn

phỉïc tảp. Trong nhiãưu trỉåìng håüp ta cáưn âån gin họa mäüt säú u cáưu v tçm
phỉång phạp täøng håüp thêch håüp âãø thỉûc hiãûn.
Âãø thiãút kãú mäüt hãû thäúng âiãưu khiãøn tỉû âäüng, ta cáưn tiãún hnh cạc bỉåïc
sau âáy:
Xút phạt tỉì mủc tiãu âiãưu khiãøn, u cáưu vãư cháút lỉåüng âiãưu khiãøn v âàûc
âiãøm âäúi tỉåüng âỉåüc âiãưu khiãøn ta xạc âënh mä hçnh âäúi tỉåüng âiãưu khiãøn.
Tỉì mä hçnh, mủc tiãu âiãưu khiãøn, u cáưu vãư cháút lỉåüng âiãưu khiãøn, cạc
ngun l âiãưu khiãøn chung â biãút, kh nàng cạc thiãút bë âiãưu khiãøn cọ thãø sỉí
dủng âỉåüc hồûc chãú tảo âỉåüc, ta chn mäüt ngun tàõc âiãưu khiãøn củ thãø. Tỉì âọ
lỉûa chn cạc thiãút bë củ thãø âãø thỉûc hiãûn ngun tàõc âiãưu khiãøn â âãư ra.
Trãn cå såí ngun l âiãưu khiãøn v thiãút bë âỉåüc chn, kiãøm tra vãư l
thuút hiãûu qu âiãưu khiãøn trãn cạc màût: kh nàng âạp ỉïng mủc tiãu, cháút
lỉåüng, giạ thnh, âiãưu kiãûn sỉí dủng, háûu qu v.v .. Tỉì âọ hiãûu chènh phỉång ạn
chn thiãút bë, chn ngun tàõc âiãưu khiãøn hồûc hon thiãûn lải mä hçnh.
Nãúu phỉång ạn â chn âảt u cáưu, ta chuøn sang bỉåïc chãú tảo, làõp rạp
thiãút bë tỉìng pháưn. Sau âọ tiãún hnh kiãøm tra, thê nghiãûm thiãút bë tỉìng pháưn v
hiãûu chènh cạc sai sọt.
Chãú tảo, làõp rạp thiãút bë ton bäü. Sau âọ kiãøm tra, thê nghiãûm thiãút bë ton
bäü. Hiãûu chènh v nghiãûm thu ton bäü hãû thäúng âiãưu khiãøn.

16
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

CHỈÅNG 2:

TÊNH CHÁÚT CA ÂÄÚI TỈÅÜNG ÂIÃƯU CHÈNH V XÁY DỈÛNG

PHỈÅNG TRÇNH ÂÄÜNG HC CA CHỤNG

2.1. Tênh cháút ca âäúi tỉåüng cọ mäüt dung lỉåüng
2.1.1. Phỉång trçnh âäüng hc âäúi tỉåüng mäüt dung lỉåüng
Xẹt vê dủ ca bãø nỉåïc (ton bäü váût cháút táûp trung vo 1 dung têch)
lm
Qv, Pv
F
dH

lm

Ho

Qr, Pr

Hçnh 2.1: Âäúi tỉåüng cọ 1 dung têch
- l v m l âäü måí ca lạ chàõn;
- Ho: trë säú quy âënh (âënh trë)
- Xem Pv v Pr trong quạ trçnh âiãưu chènh l hàòng säú.
* Khi âäúi tỉåüng åí trảng thại cán bàòng thç: Qvo = Qro v H = Ho = const ; dH=0
⇒ Ta cọ phỉång trçnh ténh ca âäúi tỉåüng:
Qvo - Qro = 0 hay dH = 0 hồûc H = Ho = const
(1)
* Trong chãú âäü âäüng thç Qv≠Qr gi sỉí Qv >Qr thç trong khong thåìi gian dt
ta cọ mỉïc nỉåïc dáng lãn 1 khong l dH hay thãø têch tàng lãn dV = F.dH v
( Qv - Qr ).dt = dV = F.dH
dH
Hay :
Qv - Qr = F .

(2)
dt
Phỉång trçnh (2) gi l phỉång trçnh âäüng ca âäúi tỉåüng.
dH
Tỉì (1) v (2) ta cọ: ( Qv - Qvo ) - ( Qr - Qr0 ) = F .
dt
dH
d ( ∆H )
dH
∆Qv - ∆Qr = F .
m chụ ràòng
=
;
Hay:
dt
dt
dt
d ( ∆H )
∆Qv - ∆Qr = F .
(3)
Nãn ta cọ:
dt
Phỉång trçnh (3) gi l phỉång trçnh âäüng ca âäúi tỉåüng viãút dỉåïi dảng säú gia.
• Trong thỉûc tãú cạc âäúi tỉåüng tuy khạc âäúi tỉåüng xẹt (bãø nỉåïc) nhỉng váùn
tha mn phỉång trçnh (3). Ta xẹt cạc vê dủ sau:

17
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Vê dủ 1: Bçnh chỉïa khê

Gv

P1 , γ1

Gr

Hçnh 2.2: Bçnh chỉïa khê

γ 1 o d P1
dγ
=V
.
dt
P1 o d t

∆Gv - ∆Gr = V

Ta cọ :

(4)

Vê dủ 2: Bçnh hàòng nhiãût

R

θ
q

I

q2

1

Hçnh 2.3: Bçnh hàòòng nhiãût

∆ q1 − ∆ q 2 =

Ta cọ :

dθ

∑ C. dt

(5)

q1 - l lỉåüng nhiãût truưn cho bäü hàòng nhiãût
q2 - l lỉåüng nhiãût truưn ra ngoi
∑ C - Täøng cạc nhiãût dung thnh pháưn ( dáy näúi v bưng )
Váûy täøng quạt:

∆ Qv − ∆ Qr = C .

dp
dt

P - Thäng säú âiãưu chènh
C - Hàòng säú âàûc trỉng cho kh nàng tng trỉí nàng lỉåüng váût cháút trong âäúi
tỉåüng
Tråí lải bi toạn: Ta xem táúm chàõn (cå quan âiãưu chènh) nhỉ l cỉía tiãút lỉu nãn ta cọ:
Q v = K v .m . Pv − H
hay Qv = f (m , H)
v Q

r

= K r .l .

H − Pr

hay Qr = f (l, H)

Váûy hm vo v ra l nhỉỵng hm phi tuún ⇒ âäúi tỉåüng l âäúi tỉåüng phi
tuún. Âãø gii bi tọan ny ta phi tçm cạch tuún tênh họa.

18
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Phỉång phạp tuún tênh họa cạc hm phi tuún
Gi sỉí cọ hm y = f (x1 , x2)
Ta viãút thnh chøi taylo våïi säú gia ca hm y

∆y =

2
⎤
1 ⎡∂ 2 f
∂f
∂f
(∆ x 1 )2 + 2 ∂ f . ∆ x 1 . ∂ f .∆ x 2 + ∂ f (∆ x 2 )2 ⎥ + ....
∆ x1 +
.∆ x 2 +
⎢
2! ⎣ ∂ 2 x 1
∂ x1
∂x2
∂ x1
∂x2
∂ x1
⎦

Nãúu xem ∆x1 &∆ x2 l ráút nh thç têch ca chụng cọ thãø b qua
∂f
∂f
∆ y ≈
.∆ x 1 +
.∆ x 2
∂ x1
∂x2
p dủng vo trỉåìng håüp ca bi toạn :
∂Qv
∂Qv

(6)
∆Qv =
.∆ m +
.∆ H
∂m
∂H
∂Qr
∂Qr
(7)
∆Qr =
.∆ l +
.∆ H
∂l
∂H
Thay giạ trë ca (6), (7) vo phỉång trçnh (3) ta âỉåüc :
∂Qv
∂Qv
∂Qr
∂Qv
d (∆ H )
F.
=
.∆ m +
.∆ H −
∆l −
∆H
∂m
∂H
∂l
∂H

dt
∂Qv
∂Qv ⎞
∂Q r
d (∆H )
⎛ ∂Q r
(8)
⇒ F.
=
∆l − ∆H ⎜
−
.∆ m −
⎟
dt
∆m
∂l
∂H ⎠
⎝ ∂H
Váún âãư l ta tçm cạch âỉa phỉång trçnh ny vãư dảng khäng thỉï ngun bàòng
cạch láưn lỉåüt nhán v chia mäùi säú hảng ca phỉång trçnh (8) cho âải lỉåüng
khäng âäøi cọ thỉï ngun l thỉï ngun ca biãún säú nàòm trong säú hảng âọ
(thỉåìng cạc âải lỉåüng âọ l giạ trë âënh mỉïc hồûc cỉûc trë Ho ; Qvmax , Qr max ;
lmax ; mmax).
∆H
d
Ho
∂ Q v m max
F .H o
∆l
∂ Q r l max ∆ m

.
.
.
.
.
=
−
dt
∆ m Q max m max
∂ l Q max l max
Q max

−

∂Qv ⎞
∆ H H o ⎛ ∂Qr
.
.⎜
−
⎟
∂H ⎠
H o Q m ax ⎝ ∂ H

(9)

Dng mäüt säú qui ỉåïc v âàût tãn cạc âải lỉåüng:

•
•
•

•

∆H
= ϕ - sỉû biãún âäøi tỉång âäúi ca thäng säú âiãưu chènh
Ho
∆m
= µ = ( 0 ÷1 ) - sỉû thay âäøi tỉång âäúi ca cå quan âiãưu chènh
m max
∆l
= λ = ( 0 ÷1 ) - sỉû thay âäøi tỉång âäúi ca phủ ti (tạc âäüng nhiãùu)
l max
F . Ho
= To - l thåìi gian chy hãút nỉåïc våïi lỉu lỉåüng cỉûc âải ( thåìi gian
Qmax
bay lãn ca âäúi tỉåüng).

19
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Q rv

Q vr

Q m ax

Q m ax

δQ r

δQ v

δm

α

β

m ax

δl

m

m ax

l

H çnh 2.4:Â äư thë quan hãû giỉỵa lỉu lỉåün g v âäü m åí ca van

l max
= Cotg α
Q max

m max
= Cotg β
Q max

∂Qr
= tg α
∂l

=>

∂Qv
= tg β
∂m

∂ Q r l max
.
=1
∂ l Q max

⇒

∂ Q v m max
.
=1
∂ m Q max

H o ⎛ ∂ Qr ∂ Qv ⎞
⎟ = A - l hãû säú cán bàòng ca âäúi tỉåüng
.⎜
−
Q m ax ⎝ ∂ H
∂H ⎠

•

Váûy ta cọ:

To .

dϕ
+ A .ϕ = µ − λ
dt

(10)

(10) : l phỉång trçnh âäüng ca âäúi tỉåüng cọ 1 dung lỉång cọ tỉû cán bàòng viãút
dỉåïi dảng khäng thỉï ngun.
Trong thỉûc tãú ta cn gàûp dảng khạc ca phỉång trçnh (10) nhỉ sau:

Hay

1
To d ϕ
.
+ϕ =
(µ − λ )
A dt
A
dϕ
T.
+ ϕ = K (µ − λ )
dt

(11)

T - hàòng säú thåìi gian ca âäúi tỉåüng. ( To - thåìi gian bay lãn ca âäúi tỉåüng )
K - hãû säú khúch âải ca âäúi tỉåüng.
Ta thay âải lỉåüng

1
= ε - Täúc âäü bay lãn ca âäúi tỉåüng (1/s)
To

dϕ
+ A ε .ϕ = ε ( µ − λ )
dt

(12)

Xẹt mäüt säú hãû säú trãn:
1) Hãû säú tỉû cán bàòng ca âäúi tỉåüng A:
a) A =

H o ⎛ ∂ Qr ∂ Qv ⎞
−
⎜
⎟
∂H ⎠
Q m ax ⎝ ∂ H

>0

20

CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Gi sỉí trong âäúi tỉåüng bãø nỉåïc nhỉ hçnh trãn, vç mäüt l do no âọ m m Qv
tàng nãn mỉïc nỉåïc trong bãø tàng lãn thç nỉåïc vo bãø khọ khàn hån tỉïc l bn
thán nọ cọ kh nàng tỉû chäúng nhiãùu hay tỉû cán bàòng.
Ngỉåüc lải khi mỉïc nỉåïc trong bãø tàng nỉåïc chy ra dãù dng hån, do âọ âäü sai
lãûch gi. Hay bn thán bãø nỉåïc cọ kh nàng tỉû cán bàòng m khäng cáưn sỉû tạc
âäüng khạc. ÅÍ âáy l trỉåìng håüp cọ tỉû cán bàòng c âáưu vo v âáưu ra.
Q

Q
Qv

∆Q

Qro = Qvo

Qv

∆Q

Qr o = Qv o
Qr

Qr
t

t

H

H

Ho

Ho

t

t

Hçnh 2.5: Âäúi tỉåüng cọ tỉû cán
bàòng âáưu vo v âáưu ra

Hçnh 2.6: Âäúi tỉåüng cọ chè tỉû
cán bàòng âáưu vo

Trong thỉûc tãú cọ âäúi tỉåüng chè cọ tỉû cán bàòng âáưu vo hồûc chè cọ tỉû cán bàòng
âáưu ra.
-Chè âáưu vo: Cng nhỉ vê dủ trãn nhỉng thay lạ chàõn (l) bàòng båm hụt lục
ny quạ trçnh xy ra nhỉ âäư thë hçnh 2.6.
-Chè tỉû cán bàòng âáưu ra: Cng nhỉ vê dủ trãn nhỉng ta thay vi nỉåïc (m) bàòng
vi ngàõn khäng chảm mỉûc nỉåïc ny quạ trçnh xy ra nhỉ âäư thë hçnh 2.7.
Q

Q

Qv

Qv
Qro = Qvo

∆Q

Qr o = Qv o

Qr

∆Q
Qr

t

t

H

H

Ho

Ho

t

t

Âäúi tỉåüng khäng cọ tỉû cán bàòng

A= 0

Hçnh 2.7: Âäúi tỉåüng chè cọ tỉû
cán bàòngì âáưu ra

Hçnh 2.8: Âäúi tỉåüng khäng cọ
chè tỉû cán bàòng

21
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Täøng håüp hai trỉåìng håüp trãn (dng båm v vi ngàõn) lục ny phỉång

To −

trçnh âäüng cọ dảng:

dϕ
= µ −λ
dt

(12)

b) Cọ nhỉỵng âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng ám: A < 0

To

Phỉång trçnh cọ dảng:

dϕ
− A.ϕ = µ − λ
dt

(13)

Vê dủ: Cọ l nỉåïc säi
Q

p2
o

t2 = 100 o C

t1 = 20 C
p1

Hçnh 2.9: Näưi nỉåïc säi

Khi lỉu lỉåüng håi Q tàng âäüt ngäüt ⇒ mỉïc nỉåïc gim, P2 gim, mún giỉỵ
H= const ⇒ phi cáúp thãm nỉåïc lảnh åí nhiãût âäü 20oC vo ⇒ cỉåìng âäü bäúc
håi gim ⇒ P2 lải cng gim do âọ tảo ra giạng ạp ∆P = P2’ - P2 ⇒ lải cọ mäüt
lỉåüng nỉåïc nỉỵa tỉû thãm vo ⇒ lm tàng thãm sỉû máút cán bàòng.
Tọm lải nhỉỵng âäúi tỉåüng cọ sỉû cán bàòng dỉång thç thûn låüi cho viãûc âiãưu
chènh cn nhỉỵng âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng ám thç ngỉåüc lải.

2) Hãû säú khúch âải K:

dϕ
+ϕ
dt
dϕ
= 0 ; nãúu phủ ti khäng âäøi λ = 0
Trong trảng thại äøn âënh
dt
K (µ − λ ) = T .

⇒

ϕ ∞ = K . µ∞ ⇒ K =

ϕ∞
µ∞

L t säú giỉỵa âäü thay âäøi thäng säú âiãưu chènh v âäü thay âäøi ca tạc âäüng âiãưu
chènh m gáy nãn sỉû thay âäøi âọ khi phủ ti khäng thay âäøi v trong trảng thại
äøn âënh.

22
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

µ

ϕ

µ∞

ϕ∞
t

t

Hçnh 2.10

3) Thäng säú thåìi gian To:

Hçnh 2.11

Ho . F
Q m ax

To =

L thåìi gian m trong khong âọ thäng säú âiãưu chènh thay âäøi tỉì 0 âãún giạ trë
âënh mỉïc våïi täúc âäü cỉûc âải tỉång ỉïng våïi sỉû khäng cán bàòng låïn nháút giỉỵa
lỉåüng vo v lỉåüng ra.
Chụ :
- Thäng thỉåìng nghiãn cỉïu ta chn dảng nhiãùu l thay âäøi âäüt biãún báûc thang
(âáy l dảng nàûng nãư nháút), chn nhỉ váûy thç viãûc gii phỉång trçnh vi phán
âỉåüc dãù dng hån vç vãú phi ca phỉång trçnh (10) l khäng âäøi.
- Biãn âäü thay âäøi ca nhiãùu cng cọ giåïi hản, khäng thãø låïn quạ vç quạ trçnh
cäng nghãû khäng cho phẹp v cng khäng nh quạ vç láùn nhiãùu, thỉåìng ta

chn nhiãùu µ = 0,1 ÷ 0,15.
µ, λ

t

Hçnh 2.12
2.1.2. Xạc âënh âỉåìng cong bay lãn ca âäúi tỉåüng (hay âàûc tênh quạ âäü ca âäúi
tỉåüng)
L âäư thë quan hãû ϕ (t) tçm âỉåüc nọ bàòng cạch gii phỉång trçnh (10).
1- Âäúi våïi âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng
a/ Trỉåìng håüp 1: gáy nhiãùu phêa tạc âäüng
t<0 µ=0
λ=0
t > 0 µ = µo = const

23
CuuDuongThanCong.com

/>

Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN I

à

àO
t

Hỗnh 2.13
Tổỡ phổồng trỗnh: T. + = K (à - ) T. + = K. ào : õỏy laỡ phổồng
trỗnh vi phỏn coù vóỳ phaới. Giaới phổồng trỗnh naỡy ta coù: = I + II

Vồùi T + = 0
vi phỏn thuỏửn nhỏỳt, vaỡ



t
T

I = C1. e
nghióỷm tọứng quaùt cuớa phổồng trỗnh
II = K. ào (laỡ nghióỷm rióng )


t
T

= I + II = C1. e
+ K. ào
vaỡ tổỡ õióửu kióỷn õỏửu: t = 0 = 0 C1 = - K. ào
t


T
(t ) = K . ào 1 e



(14)

Thọng sọỳ õióửu chốnh thay õọứi tổỡ tổỡ theo haỡm sọỳ muợ.

*ỡ ngổồỹc laỷi: Bỏy giồỡ tổỡ õổồỡng õỷc tờnh õaợ bióỳt ta tỗm phổồng trỗnh ban õỏửu.
Vỏỳn õóử ồớ õỏy laỡ xaùc õởnh caùc hóỷ sọỳ K vaỡ T
K - thỗ ta õo õọỹ cao vaỡ K. ào chia cho ào K
T - ta chổùng minh rũng AB = T (hỗnh veợ)

K à o Tt
.e
Thổỷc vỏỷy khi lỏỳy haỡm õaỷo bióứu thổùc (14) ta coù ' =
T
K ào
= tg
taỷi t = 0 ' o =
(õióửu cỏửn chổùng minh)
T
à


A

B

à


t

0

Hỗnh 2.14

Hỗnh 2.15

24
CuuDuongThanCong.com

/>
Kà
t


TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Váûy mún tçm T ta k tiãúp tuún tỉì gọc ta âäü våïi våïi âỉåìng cong. Ta cng
chỉïng minh âỉåüc ràòng tải mäüt âiãøm báút k trãn âỉåìng cong v v tiãúp tuún
våïi âỉåìng cong ta cng cọ T.
Ngoi ra ngỉåìi ta cn cọ thãø tçm âỉåìng cong bàòng cạc thiãút bë nhỉ så âäưsau:

µ= 0,1÷ 0,15

ϕ
Âäúi tỉåüng
ÂHTG
Hçnh 2.16

Tỉì âäưng häư tỉû ghi ta s ghi âỉåüc ϕ (t).
b/ Trỉåìng håüp 2: Gáy nhiãùu tỉì phêa phủ ti
t<0 µ=0
λ=0
t≥0 µ=0
λ = λo = const

λ

ϕ
t
0

λο

-K λ ο
t
T

Hçnh
Hình2.15
2.18

Hçnh
Hình2.14
2.17

Tỉì phỉång trçnh: T. ϕ’ + ϕ = K (µ - λ) suy ra T ϕ’ + ϕ = - Kλo
Tỉång tỉû gii phỉång trçnh ny ta cọ:
t
⎛
− ⎞
T
ϕ ( t ) = − K . λo ⎜ 1 − e ⎟
⎝
⎠

Khi dảng nhiãùu thay âäøi khạc âi thç dảng âỉåìng cong váùn khäng âäøi
nhỉng chè khạc nhau vç hỉåïng v biãn âäü ⇒ khäng nháút thiãút phi gáy nhiãùu
tỉì phêa no c, âỉång nhiãn ta gáy nhiãùu µ thûn låüi hån.
2- Âäúi våïi âäúi tỉûång khäng cọ tỉû cán bàòng: A = 0 hay To ϕ’ = µ - λ
a/ Trỉåìng håüp 1 : Gáy nhiãùu âáưu vo
t<0 µ= λ=0
t ≥ 0 µ = µo = const , λ = 0

25
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

µ

ϕ

µο

µο
t

α

t

0
Tο

Hçnh
Hình2.15
2.20

Hçnh
Hình2.14
2.19

µo

⇒ To ϕ ' = µ o ⇒ ϕ =

. t ⇒ ϕ thay âäøi theo âỉåìng thàóng

To

ϕ = µo
Khi t = To ⇒
b- Trỉåìng håüp 2:
t<0 µ= λ=0
t ≥ 0 λ = λo = const, µ = 0
λ

ϕ
Tο

α

0

λο

t

−λο

t

Hình2.15
2.22
Hçnh

Hçnh
Hình2.14
2.21

⇒ Tϕ ’ = - λ o ⇒

ϕ = −

λo
To

. t ⇒ ϕ thay âäøi theo âỉåìng thàóng

Khi t = To ⇒ ϕ = - λo , mún tçm To bàòng cạch dọng mäüt âoản bàòng λo ⇒ To
Kãút lûn: Nãúu biãút âỉåüc qui lût âỉåìng cong ta suy ra ϕ (v ngỉåüc lải).
2.2. Tênh cháút ca cạc âäúi tỉåüng phỉïc tảp
2.2.1. Âäúi tỉåüng cọ nhiãưu dung lỉåüng: l âäúi tỉåüng cọ hai dung lỉåüng tråí lãn

Vê dủ:

θ

Hçnh Đối
2.20:tượng
Âäúi tỉåü
ngnhiều
cọ nhiãưdung
u dung
lỉåüng
Hình 2.23.
có
lượng

26
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

Cng nhỉ âäúi tỉåüng cọ 1 dung lỉåüng nọ cọ thãø cọ tỉû cán bàòng hồûc khäng
cọ tỉû cán bàòng.
Trong ton bäü hãû cọ cạc âäúi tỉåüng màõc näúi tiãúp nhau nãúu chè cọ 1 âäúi
tỉåüng khäng cọ tỉû cán bàòng thç ton bäü âäúi tỉåüng âọ khäng cọ tỉû cán bàòng.
Xẹt âäúi våïi âäúi tỉåüng cọ tỉû cán bàòng v khäng cọ tỉû cán bàòng khi cọ nhiãùu:

ϕ

ϕ

1

2

3

1
2
3
t
0

το

t
0

τq

το

τq

Hçnh
2.15
Hình
2.24
Trong cng âiãưu kiãûn nhỉ nhau khi cọ nhiãùu thç thäng säú âiãưu chènh

thay âäøi cháûm trãù hån âäúi tỉåüng cọ mäüt dung lỉåüng v âãún thåìi gian Tq thç âảt
täúc âäü cỉûc âải. Thåìi gian Tq do sỉû cháûm trãù gáy nãn gi l cháûm trãù quạ âäü
hay (cháûm trãù dung lỉåüng). Nãúu säú dung lỉåüng cng låïn thç thåìi gian Tq cng
låïn (xem hçnh v 1,2,3 ỉïng våïi âäúi tỉåüng cọ 1,2,3 dung lỉåüng).
To - gi l âäü cháûm trãù thưn tụy (cháûm trãù váûn täúc), To gáy ra l do sỉû truưn
tên hiãûu tỉì âáưu vo âãún âáưu r.
Vê dủ: Mún âiãưu chènh nhiãn liãûu vo l thç ta phi tạc âäüng ngay tỉì mạy
nghiãưn than
mạy cáúp than bäüt
vç phun nãn
thåìi gian cháûm trãù cho váûn
chuøn To.
Khi kãø âãún c To thç:

ϕ

ϕ

1

2

3

1
2
3
t
0

το

t
0

τq

το

τq

Hçnh
2.15
Hình
2.25

27
CuuDuongThanCong.com

/>

TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN I

2.2.2. Âäúi tỉåüng cọ dung lỉåüng phán bäú theo chiãưu di

Hçnh2.26
2.15
Hình
Trỉåìng håüp ny cáưn cọ 1 thåìi gian nháút âënh âãø truưn sọng ạp sút, do âọ cọ
thåìi gian cháûm trãù låïn.

µ

ϕ

µο
t

t

0

το

Hình
Hçnh2.27
2.14

2.2.3. Âäúi tỉåüng m

⎛ dµ dλ ⎞
;
...⎟
⎝ dt dt ⎠

ϕ = f⎜

Vê dủ: L cọ bao håi xẹt âãún quan âiãøm âiãưu chènh mỉïc nỉåïc ⇒ ta cọ phỉång
trçnh: (khi cọ nhiãùu åí phêa phủ ti)

d 2ϕ

dϕ
dλ
T .
= T3 .
−λ
2 + T1 .
dt
dt
dt
2
2

λ

ϕ
λ1

ϕ1
ϕ2

ϕ3

λ2
λ3

t

t

Hình 2.28

Hçnh
2.14

Khi tàng phủ ti âäüt ngäüt thç mỉïc nỉåïc bao håi tàng lãn v sau âọ gim
xúng (hiãûn tỉåüng säi bäưng) ⇒ Cáưn chụ khi váûn hnh l l khäng thay âäøi
bäú trê âäüt ngäüt.
28
CuuDuongThanCong.com

/>