ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Регулирование расхода из "Динамика процессов химической технологии" На рис. 41, а представлена возможная схема регулирования расхода. Показания расходомера Р используются для регулирования числа оборотов 2 вала компрессора, нагнетающего газ в трубопровод, который присоединен к аппарату, например химическому реактору, газгольдеру или сборнику продукта. Давление в аппарате поддерживается при помощи дроссельного клапана. [c.108] Наконец, на рис. 41, б изображена схема регулирования расхода и давления в одном и том же процессе. Подводимый к аппарату поток Сп регулируется при помощи измерителя этого потока и установленного на байпасной линии дроссельного клапана, через который отводится часть нагнетаемого потока Q . Регулирование давления в аппарате производится выпускным клапаном, положение открытия которого определяется измеряемым в аппарате давлением. При любых изменениях подводимого потока регулятор поддерживает в аппарате постоянное давление. [c.108] Цепи регулирования, представленные на рис. 41, могут взаимодействовать друг с другом. Так, возмущение в потоке Q вызовет отклонение давления в аппарате, и регулятор давления начнет изменять проходное сечение выпускного регулирующего клапана. С другой стороны, изменение импеданса объекта вызывает соответствующее изменение расхода, что приводит в действие регулятор расхода. [c.108] При подобной связи двух простых систем регулирования в образующейся сложной системе могут наблюдаться автоколебания, хотя каждая из входящих в ее состав систем регулирования является сама по себе устойчивой. [c.108] Дроссельный клапан, установленный на байпасной линии, регулирует поток жидкости Qg ., увеличивая или уменьшая гидравлическое сопротивление байпасной линии по сравнению с импедансом основного трубопровода и технологического аппарата. Давление Р в технологическом аппарате изменяется в соответствии с изменяюш,имся во времени потоком Q. [c.110] Регулирование осуществляется следующим образом. Измеряют расход жидкости в трубопроводе, ведущем к технологическому аппарату положение открытия дроссельного клапана на байпасной линии устанавливается при помощи исполнительного механизма клапана, воспринимающего регулирующее воздействие последнее представляет собой некоторую функцию от величины рассогласования sq, т. е. от разности между заданным (Сзд.) и измеренным (С з .) значениями расхода. [c.110] В системе, показанной на рис. 41, а, насос работает от привода с переменным числом оборотов. Расход Q измеряется в том же месте трубопровода, что и в предыдущем случае. При помощи соответствующей командной аппаратуры, управляющей электродвигателем, сигнал рассогласования q=Qs .—Сизм. используется для регулирования числа оборотов вала насоса. Регулирование постоянства потока Q, поступающего в систему, достигается путем изменения величины 2 . В обеих рассмотренных схемах регулирования расхода предполагается, что положение выпускного клапана при низком давлении в технологическом аппарате является строго фиксированным. [c.110] Для выполнения количественного исследования схемы регулирования расхода необходимо установить, какими физическими параметрами определяются статические и динамические свойства объекта. Предположим, что в аппарате поддерживается среднее давление и что перекачиваемая жидкость имеет среднюю плотность Ро и среднюю вязкость j. . Процесс сжатия жидкости при изменении давления будем считать изотермическим. Трубопровод характеризуют следующие сосредоточенные параметры гидравлической цепи масса т движущейся жидкости, сопротивление потоку R и гидравлическая емкость С. Технологический аппарат обладает емкостью g,. [c.110] Дифференциальные уравнения, дающие связь между расходом и давлением в технологических трубопроводах и аппаратах, были установлены ранее (см. стр. 105). Полагая, что колебания расходов Сбп. С и Со малы, эти дифференциальные уравнения, описывающие свойства объекта, можно линеаризовать. Для получения полного набора уравнений, характеризующих данную систему автоматического регулирования, к линеаризованным уравнениям объекта регулирования нужно присоединить передаточные функции измерительной и регулирующей аппаратуры. [c.110] Все остальные уравнения аналогичны уравнениям байпасного регулятора. В конкретных случаях передаточные функции управляющего и измерительного элементов будут различны в зависимости от применяемых типов элементов. [c.112] Для регулятора с регулирующим клапаном на байпасной линии сопротивление на байпасе является переменным. Для регулятора с насосом (привод с переменным числом оборотов 2 переменным является поток Q. [c.113] Дальнейшее исследование динамических характеристик двух схем регулирования заключается в наборе на моделирующей установке параметров гидравлической цепи сопротивления, массы, емкости. [c.113] Уравнения описанных систем регулирования могут быть использованы также для построения структурных схем. Соотношение между переменными в структурных схемах будет таким же, что и в эквивалентных линейных цепях (предполагается, что цепи и структурные схемы линеаризованы одинаковым способом). [c.113] На рис. 43 представлена структурная схема, иллюстрирующая самовыравнивание, имеющее место в процессе. Насос, подает в систему жидкость, расход которой составляет Q . Поток утечки в насосе вычитается из идеального нагнетаемого потока. Следовательно, в технологический аппарат поступает поток Q. Поток Qg выходит из аппарата через выпускной клапан за счет лишь эффекта сжимаемости потока. Давление в аппарате можно определить путем интегрирования по времени отношения результирующего потока ЕС к гидравлической емкости аппарата (для упрощения структурной схемы принято, что сопротивление и масса т трубопровода равны нулю). Составляющая отводимого потока Qo 1 вытекает из аппарата за счет давления Р. Под действием давления возникает также поток утечки Qy . Другая составляющая Qo, 2 отводимого потока определяется исключительно положением выпускного клапана. [c.113] Если насос практически не будет иметь утечки (Сут.=0) и на величину нагнетаемого потока не будет влиять давление Р, то поток Q будет поддерживаться постоянным, независимо от величины Хр Однако если поток утечки существует, то при увеличении давления в системе этот поток возрастает. Следовательно, при постоянной производительности насоса поток Q, поступающий в аппарат, с возрастанием давления уменьшается. Поток утечки вызывает самовыравнивание в аппарате, если поток регулируется на выходе. При изменении давления составляющая отводимого потока Со, 1 обладает свойством саморегулирования. [c.114] Пользуясь приведенными уравнениями, можно сравнить характеристику процесса регулирования для всех трех указанных способов регулирования. [c.117] При наличии саморегулирования поток Q будет изменяться всякий раз при изменении положения выпускного клапана. Постоянная времени процесса, как видно из уравнения (П, 106), до некоторой степени меняется за счет потока, проходящего через клапан на выходе из аппарата, и потока утечки насоса. [c.117] Из уравнения (II, 112) следует, что при большом значении коэффициента усиления системы и при использовании пропорционального регулятора улучшаются статические свойства системы регулирования, так как отношение AQ AX, уменьшается. Наличие большого коэффициента усиления системы уменьшает также время переходного процесса, так как влияние постоянной времени объекта Той снижаемся. [c.118] Наличие у системы постоянной времени т, характерной для привода с переменным числом оборотов и другой связанной с ним регулирующей аппаратуры, является причиной того, что передаточная функция системы становится квадратичной и обращается в нуль при 5=—1/т . При этом коэффициент усиления системы К принимает максимальное значение, которое может быть получено при использовании регулятора с пропорциональной характеристикой. Если величина К становится слишком большой, то переходный процесс будет колебательным. [c.119] Вернуться к основной статье