ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выбор размеров смесителей из "Динамика процессов химической технологии" В производственных условиях в каскаде смесителей обычно происходят небольшие колебания качества подводимых материалов. Подобные колебания вызываются ошибками оператора, изменениями свойств сырья или внешних условий протекания процесса. [c.51] Технологический процесс нельзя остановить на то время, пока не прекратятся эти возмущающие воздействия, даже при серьезных последствиях, например при выпуске бракованной продукции. Так, поступающий в смеситель материал, качество которого отличается от предусмотренного стандартом, должен перемешиваться с довольно большим количеством материала, который соответствует стандарту или имеет еще более высокое качество. Вследствие этого среднее качество p(t) материала, выходящего из смесителя, существенно не меняется, даже если будет происходить внезапное изменение качества Pn(i) подводимого материала. [c.51] Однако смеситель не может полностью компенсировать изменения качества p t) материала в подводимом потоке. При выборе размеров аппарата сталкиваются с необходимостью компромисса между его стоимостью и характеристикой. С одной стороны, аппарат должен обладать минимальной удерживающей способностьк W (экономия продукта), а с другой стороны, удерживающая способность должна быть достаточной для качественного выполнения операций (качество продукции). Как будет показано ниже, включение звена запаздывания в цепь обратной связи системы регулирования может привести к снижению запаса устойчивости этой, системы. В рассматриваемом процессе перемешивания это объясняется наличием запаздывания, которым обладают смесители. Для определения величины W необходимо знать характер изменения качества p (i) материала в потоке, поступающем в смеситель. [c.51] Ниже приводятся два примера. В первом из них показана зависимость переходной характеристики смесителя от удерживающей способности W и нагрузки Q при возмущении вида прямоугольного импульса по величине p (i) с амплитудой Ь и длительностью а. [c.51] Второй пример иллюстрирует, до какой степени могут быть сглажены синусоидальные колебания величины pJf), если выбрать, соответствующую постоянную времени z=WIQ смесителя. [c.51] например, Q=10 ml ymm и а=1 ч, то, согласно уравнению (1, 72), для поддержания отклонения величины p jax на уровне не более 10,01 Ь необходимая величина W должна составлять —42 т. [c.53] Таким образом, реакция процесса p t) на приложенное к аппарату синусоидальное возмущение p t) будет сама представлять собой функцию, изменяющуюся по синусоидальному закону однако, как видно из уравнений (I, 75) и (I, 76), для каждого значения частоты со качество p t) отличается от величины р (0 как по амплитуде, так и по фазе. [c.54] С ростом частоты ш амплитуда р начинает уменьшаться и стремится к нулю, когда частота неограниченно возрастает. Это показывает, что при очень больших значениях ш качество р материала в аппарате не будет изменяться, несмотря на изменение качества р материала в подводимом потоке. Следовательно, в данном случае происходит идеальное перемешивание. Как видно из фазочастотной характеристики, с ростом частоты ш увеличивается запаздывание качества р материала в аппарате по отношению к его качеству р в возмущаемом подводимом потоке. При неограниченном возрастании частоты ш запаздывание по фазе стремится к значению —90°, или —п/2 рад. [c.55] Интересно отметить, что при частоте = I/t, т. е. при частоте, равной обратному значению постоянной времени т, характеризующей инерционность смесителя, амплитудная характеристика (см. рис. 18) принимает значение 0,707 (точка е), а фазочастотная характеристика становится равной —45°, или —и/4 рад. Эта частота называется характеристической частотой физической системы, динамическая характеристика которой выражается оператором 1/(тз+1), или / ]Ъх+1)—в векторной форме. При значении частоты со 1/ с динамическая характеристика р почти точно повторяет возмущающее юздействие на входе. При частотах (й 1/т происходит затухание всех возмущений, пропорциональное их частоте, и, таким образом, уменьшается реакция на возмущающее воздействие. [c.55] Кривая 1, приведенная на рис. 18, может быть использована для выбора размеров смесителей, еслй предположить, что происходит идеальное перемешивание. Пусть амплитуда возмущающей колебательной функции составляет 0,1 дб, частота колебания равна (U1, а нагрузка составляет Q тогда размеры смесителя или величину удерживающей способности W можно выбрать так, чтобы величина р(/со) не превышала некоторого значения. Если, например, требуется, чтобы значение р было не больше 0,01 для частот, превышающих рад ч, то критическая частота o)=l/i должна быть равна 0,1 oi. Следовательно, T=10/ oi=iy/Q, откуда удерживающая способность iy=10Q/ uj. Очевидно, что при заданной колебательной функции р (0 для идеального перемешивания требуется аппарат больших размеров. Это приводит к увеличению стоимости оборудования, а также к росту запаса продукта. В данном случае лучше исключить причину колебаний. [c.55] Вернуться к основной статье