Разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологического оборудования минипекарень (D_5_S)

Посмотреть архив целиком

Расчет параметров СУ, обеспечивающих заданный режим

Выбор мощности ТЭНов

Мощность ТЭНов в системе управления расстойным шкафом должна удовлетворять следующим условиям:

  • Должен быть обеспечен быстрый выход в установившийся режим работы расстойного шкафа;

  • Периодичность циклов включения-выключения ТЭНов не должна быть очень высокой и слишком низкой;

  • Допустимая температура нагрева ТЭНов не должна превышаться.

Путем перебора нескольких значений мощности ТЭНов поддержания температуры воздуха в камере расстойного шкафа и последующего расчета переходного процесса с помощью программы (см. Приложение 1) было выяснено, что оптимальной для данного объема камеры расстойного шкафа и заданного допуска на отклонение поддерживаемой температуры является мощность ТЭНов, равная

Pтэн =2000 Вт.

При такой мощности ТЭНов поддержания температуры воздуха процесс выхода в установившееся состояние занимает примерно 15 минут, периодичность циклов включения‑выключения составляет около 2-х минут, а перегрев ТЭНов выше максимально допустимой температуры не происходит.

Выбор мощности ТЭНов поддержания влажности воздуха в камере расстойного шкафа произведем из условия, что нагрев испаряемой воды с температуры начала расстойки до температуры кипения должен происходить не более чем за 5¸10 мин с начала процедуры расстойки:

Tтэн вл = cводы ´ mводы ´ (100 - T1)/t,

где cводы - теплоемкость воды:

cводы = 4200 Дж/(кг´гр);

mводы - масса воды в блоке увлажнения и подогрева:

mводы = 5 кг;

T1 - температура воды в начале расстойки:

T1 = 20°С.

Тогда:

Tтэн вл = 4200 ´ 5 ´ (100 - 20)/ 450 = 3733 Вт.

Выбираем Tтэн вл = 4000 Вт.



Выбор допуска на отклонение температуры

При моделировании процессов в расстойном шкафу было выяснено, что необходимо выбирать допуск на отклонение поддерживаемой температуры от заданной, по границам которого система управления включает и выключает ТЭНы, меньше чем данный в задании. Это связано с тем, что при поддержании температуры в камере расстойного шкафа присутствуют большие запаздывания, вызванные характером моделируемого объекта. По результатам моделирования с различными допусками на отклонение температуры стало ясно, что оптимальным для данного случая является допуск на отклонение поддерживаемой температуры в 2 раза более строгий, чем данный в задании. Такой допуск обеспечивает невыход температуры за допустимые пределы и, в то же время, не делает слишком коротким цикл включения-выключения ТЭНов, что положительно сказывается на их ресурсе и ресурсе включающих их реле.

Расчет циркуляционного вентилятора

Подбор циркуляционного вентилятора осуществляется по его объемной производительности (Vцир) и напору (Нцир).

Объемная производительность расчитывается по формуле:

Vцир = uвозд ´ fшк / 2 ,

где uвозд - скорость движения воздуха в камере расстойного шкафа:

uвозд =0,4 м/c

fшк - площадь живого сечения камеры расстойного шкафа:

fшк = 1 м2,

тогда

Vцир = 0,4 ´ 1 / 2 = 0,2 м3/c.

Напор определяется путем аэродинамического расчета газового тракта циркулирующей среды по формуле:

Нцир = 1,2 ´ å DP,

где DP - основные местные сопротивления:

DP = x ´ uвозд2 ´ rвозд,

где x - коэффициент местного сопротивления;

r - плотность циркулирующего воздуха.

Расчет местных сопротивлений приведен в таблице 6.1

Таблица 6.1

Расчет местных сопротивлений

Номер участка

rвозд, кг/м3

uвозд, м/с

x

DP, Па

1

1.11

10

0.5

55.5

2

1.11

10

2.5

277.5

3

1.11

5

0.25

6.94

4

1.08

5

1.15

31.05

5

1.08

20

0.42

181.44

6

1.08

30

0.47

456.84

7

1.08

30

1.15

1117.8

8

1.08

30

1

972

9

1.11

0.4

2.3

0.41

Итого:




3099



Откуда:

Нцир = 1,2 ´ 3099 = 3719 Па.

Этот напор при объемной производительности

Vцир = 0,2 м3/c

может обеспечить центробежный вентилятор с приводным мотором мощностью:

Nэл = Vцир ´ Нцир / hцир ,

где hцир - КПД приводного двигателя циркуляционного вентилятора: hцир = 0,75.

Тогда: Nэл = 0,2 ´ 3719 / 0,75 @ 1000 Вт.


Случайные файлы

Файл
21069-1.rtf
63160.rtf
31291-1.rtf
124987.rtf
1099-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.