Ислом каримов номидаги

Материальный баланс по газовой фазе.

Уравнение динамики:

V  M ^вх _ dP _{ вх}

са
са са са
G_т  G_пв  G_вв  G_са (Р)

Уравнение статики:
R  ^вх dt


G  G  G  G^вх (Р)
(1)

Тепловой баланс.
Уравнение динамики:
т пв вв са
(2)

^d вх вх вх вх

c_рса  _са V_са  ^са  G_т  q_т  G_т  c_рт _т
dt
Уравнение статики:

• 
  ^Gпв ^{ c}рпв ^пв ^{ G}вв ^{ c}рвв ^вв ^{ G}са ^{ c}рса ^са
  

(3)

G  q
 G c
 ^вх  G  c
  G  c
  G^вх c
_ вх

т т т рт т пв рпв пв вв рвв вв са рса са

Рис.3.Информационная схема топки и смесительной камеры.

(4)

• 
  Z  f (c_рi , q)
  

• 
  возможные неконтролируемые возмущения;
  

• 
  _т ,_пв ,_вв
  
• 
  G_т ,G_пв ,G_вв
  

• 
  возможные контролируемые возмущения;
  
  • 
    возможные управляющие воздействия.
    

• 
  Из анализа топки и смесительной камеры как объекта управления следует:
  

P^вх (G^вх )  f (G , G , G ) ;

са са т пв вв
_ вх _
f (G , G
, G )

са т пв вв
(5)

Структурная схема сушильного барабана представлена рис.4.

Рб^,^θб ^,F ^,W ^са M	^G^С^М^,^θСМ^,^ωСМ
	^ВЫХ^ВЫХВЫХ ^G^са^,^θ^са^,^ωса

^{GВМ ,θВМ ,ω}ВМ



^ВХ _, ВХ_{, ω}ВХ
^Gса ^θса ^са

Рис.4.Структурная схема сушильного барабана.

Математическое моделирование процесса сушки хлорида калия в барабанной сушилке прямоточного действия.

Материальный баланс по твердой фазе.

• 
  Уравнение динамики:
  

  S  ^dhм  G

• 
  G W ^са
  

м апп _dt
вм см м
, (6)

где h_м - высота слоя материала в барабане; S_апп - сечение аппарата; _м - плотность материала; W_м^са - количество влаги, удаляемой в процессе сушки из материала в единицу времени, кг/с.

• 
  Уравнение статики:
  

G  G
_{ W} са

вм см м

• 
  На основании (6) и (7) можно принять:
  

h_м  f (G_вм ,G_см )
(7)

(8)

• 
  В типовой схеме автоматизации стабилизируют G_вм и G_см, что обеспечивает также стабилизацию h_м
  

Материальный баланс по газовой фазе.

• 
  Уравнение динамики:
  

V ^б  M ^б _ dP^б _
вх вых са

са
са са са
G_са  G_са W_м

где
R  ^б dt

(9)

М_са^б - мольная масса сушильного агента в барабане,кг/моль; Р ^б - разрежение в
са
барабане, Па; _са^б - температура в барабане (по газовой фазе), К, V_са^б - объем газовой фазы в барабане, м³.

• 
  Уравнение статики:
  

G  G  W
вых вх са
са са м

• 
  На основании (9) и (10) можно считать:
  

са са са
^Pб  f (G^вх , G^вых ) .
(10)

• 
  Предпочтительным управляющим воздействием является G_са^вых.
  

Тепловой баланс в сушильном барабане

• 
  Уравнение динамики:
  

 V  c
_ d_б
 G^вх  c
 ^вх  G  c
 

са са рса _dt
са рса са вм рвм вм

G^вых  c  ^вых  G  c  W ^са  r

са рса са см рсм см м
(11)

• 
  Уравнение статики при
  

d_б
dt
 0 :

G^вх c  ^вх  G c   G^вых  c  ^вых  G  c  W^са  r

са рса са вм рвм вм са рса са см рсм см м

• 
  В выражениях (11) и (12) принимаем:
  

(12)

б са
   ^вых ; r - удельная теплота испарения влаги , дж/кг.

• 
  На основании (11) и (12) можно принять:
  

 ^б  f (G^вх , G^вых , G , G )

где
са са са вм см

(13)

G^вх  f (G , G , G )

са м пв вв
(14)

Материальный баланс по количеству влаги в материале

• 
  Уравнение динамики:
  

 V
 ^dсм  G 
 G 
_W са

см см _dt
вм вм см см м
(15)

• 
  Уравнение статики ^dсм
  

dt
 0 :

G 
 G 
_{ W} са

вм вм см см м

• 
  Из выражений (15) и (16) следует, что:
  

(16)

  f (G , G , ,W ^са )

см вм см вм м
где W_м^са - определяется уравнением массопередачи.
(17)

Материальный баланс по количеству влаги в сушильном агенте.

• 
  
  са са са са м
  Уравнение динамики:
  

^са ^Vса
_ d_са dt
_{ G}вх _ вх _{ G}вых _ вых _{ W} са
(18)

• 
  Уравнение статики ^dса
  

dt
 0 :

G   W  G 
вх вх са вых вых
са са м са са

• 
  Из выражений (18) и (19) следует, что:
  

(19)

_ вых _
f (G^вх , G^вых , ^вх ,W ^са )

са са са са м
(20)

Материальный баланс по общему количеству влаги в процессе сушки.

• 
  Уравнение динамики:
  

 V
 ^dсм  G 

• 
  G^вх  ^вх  G 
  

• 
  _Gвых _ вых
  

см см _dt
вм вм са са см см са са
(21)

где    ;    ;  ^вх   ;  ^вых   .
вм н см к са н са к

• 
  Уравнение статики
  

d_см dt
 0 :

G 

• 
  G^вх  ^вх  G 
  
• 
  _Gвых _ вых
  

вм вм са са см см са са

• 
  На основании выражений (21) и (22) можно считать:
  

(22)

  f (G , G , G^вх , G^вых )

см вм см са са

• 
  При анализе топки мы получили:
  

(23)

G^вх  f (G ,G ,G )

са т пв вв
(24)

Из всех возможных управляющих воздействий, перечисленных в выражениях (23) и (24), для регулирования конечной влажности материала наиболее информативным является расход топлива G_т.

На рис.5 приведена информационная схема сушильного барабана.

_{ω ϕ}ВХ
_ϕВЫХ ^ВХ _са

ВМ ^{са
са θса W}M

Рис.5. Информационная схема сушильного барабана

• 
  Возможные управляющие воздействия:
  

G , G , G^вх (G , G , G ), G^вых
вм см са m пв вв са

• 
  Возможные контролируемые возмущения:
  

 ,  ^вх ,
_ вых _,
 ^вх , 

вм са са са вм

• 
  Возможные неконтролируемые возмущения:
  

W ,C
са
м рi

• 
  Возможные управляемые переменные:
  

 ,  ( ^б ), P (P^б )

см б са б са
(25)

• 
  Сушильный барабан является сложным многосвязным объектом.
  

Gса

Рис.6. Принципиальная схема автоматизации технологического процесса сушки хлорида калия.