Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
иг/ \ Съых(р)
Щр) = T^T- (5.22)
Передаточная функция в оперативной форме описывает зависимость выходного сигнала исследуемого объекта от входного сигнала и, следовательно, полностью характеризует его динамические свойства. Тогда смеситель можно изобразить в виде условной схемы, представленной на рис. 5.27.
160 Cbi(P)
W(p)
I (tto
1ST cBba(P) ,. , „_
Рис. 5.27. Упрощенная схема смесителя непрерывного действия j
Существуют экспериментальные методы определения вида зависимости (5.22). Они заключаются в том, что при установившемся режиме работы объекта управления (смесителя) вносится возмущающее воздействие по линии входного сигнала (например, при дозировании материалов в смеситель — резкое изменение концентрации ключевого компонента). С момента нанесения возмущающего воздействия регистрируются вызванные им изменения регулируемого параметра во времени.
Типовые функции входных сигналов представлены на рис. 5.28. В большинстве случаев в качестве возмущающей функции используется скачкообразное изменение входного сигнала, что описывается уравнением
где C8ax(Z10) — амплитуда скачкообразного воздействия; 1(0 — единичная функция, которая равна нулю при t < tQ и равна единице при t > ?0; ?0 — время начала возмущающего воздействия. Относительное значение входного сигнала
где C0 — нормированное значение входного сигнала (например, нормированная концентрация ключевого компонента в смеси).
Свх(') = CbxC0) • 1(0.
ц = Лсвх(0/с0,
а
б
в
і <
і <
Рис. 5.28. Типовые функции входных сигналов: а — скачкообразного; б — импульсного; в - синусоидального
11-4590
161' Переходной процесс смешивания в смесителе, вызванный возникшим скачкообразным возмущением, регистрируется как функция o(t) изменения регулируемого параметра по времени: о(0 = = Лсвых(0/со. Представленный на рис. 5.29 график изменения о(0 по времени (от O0 до о,) при скачкообразном входном возмущении называется кривой разгона данного технологического объекта (смесителя), а аппроксимирующее уравнение — уравнением кривой разгона. Уравнение кривой разгона в определенной степени можно рассматривать как характеристику данного технологического объекта (смесителя) при заданной функции возмущающего воздействия.
Пример. Найти уравнение кривой разгона для некоторого абстрактного смесителя, динамическая характеристика которого описывается следующим дифференциальным уравнением (в теории автоматизированного управления — статическим объектом первого порядка):
+ = ^aex; Cbx = Cbx(O)X 1(0, (5.23)
dt T0 T0
где T0 — постоянная величина объекта; T0 = const; К— передаточный коэффициент или коэффициент усиления или уменьшения; K= const.
Величина T0 характеризует среднее время, в течение которого каждый элементарный объем из потока смешиваемого материала удерживается в объекте регулирования (аналог среднего времени пребывания вещества в аппарате). Чем больше T0, тем более инерционным является объект и тем, следовательно, труднее его регулировать.
По правилам операционного преобразования по Лапласу из уравнения (5.23) получим
= lI^t--W(0j = JTXbuAP)-,
^і^вх О J = ^bx (Р);
ФвхМЬ^-
162
&>Н !1 В результате уравнение (5.23) примет вид
где
*вых(/>) = WVKx(O)'
W(P)- к
— передаточная функция.
(5.24)
(
Р(1 + РТ0)
Оригинал выражения (5.24) находим по табл. 5.4 (позиция 2).
*вых(0 = ^bx(O)
1-е т
¦ ''Щі 4..0t I
Таблица 5.4
Преобразование по Лапласу некоторых функций
Номер ПОЗИЦИИ Оригинал Изображение
¦¦¦ЭТ-.Ч ; ¦wio 1М = Г'<0 w \l,?>0 1 P
>\t ( 1
2 t P2 ::
3 1,-ї і •
*>> Я і . "'«л.' T t 1 + Tp П 1
4 1-е т Pd+ Tp)
Таким образом, в рассматриваемом объекте не только масштаб проходящего сигнала (возмущения) изменяется в К раз, но и искажается его форма в динамическом режиме работы вследствие присущей этому объекту инертности.
Смесители периодического действия. В производстве ПВВ, как и в других химических производствах, используются в основном смесите-
163 ли периодического действия. Это связано с тем, что, во-первых, при периодическом ведении процесса смешивания можно обеспечить точное соотношение между компонентами смеси, а во-вторых, при относительно большом числе компонентов их дозирование в смеситель весьма затруднено.
По механике переноса вещества смесители периодического действия можно разделить на объемные смесители (барабанные, ленточные и плужные); смесители с перемешивающими устройствами (циркуляционные смесители); смесители с ожиженным слоем материала (смесители диффузионного смешивания).
В объемных смесителях смешиваемые компоненты перемещаются рабочими поверхностями корпуса или мешалки по всему внутреннему рабочему объему отдельными блоками, хаотически. Блоки из частиц одного компонента, попадая под действие лопастей мешалки или увлекающего движения корпуса смесителя, распадаются на части, которые затем разносятся по рабочему объему смесителя. Процесс смешивания блоков и их перераспределение в пространстве в конечном итоге приводят к смешиванию компонентов.
