Математическое описание сушильных установок

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ СУШИЛОК

Лекция 16.

План лекции.

Лекция 16.

Автоматизация сушильных установок.

Автоматизация распылительных сушильных установок.

Автоматизация сушильных установок для пиломатериалов и древесных отходов.

Автоматизация сушильных установок в пищевой промышленности (на примере сушильного отделения для солода).

Учебная литература: Б. 80-87.

Автоматическое регулирование процесса распылительной сушки направлено на обеспечение получения кондиционного сухого продукта при максимальной производительности сушилки и минимальных энергетических затратах.

Вопросы автоматизации сушильных установок в настоящее время являются весьма актуальными. До сих пор еще очень мало проведено экспериментальных работ по выявлению оптимальных схем автоматизации распылительных сушилок, нет статических и динамических характеристик и т. д. Однако полная автоматизация сушилок позволит повысить качество высушиваемого продукта, интенсифицировать процесс сушки, сократить удельные расходы топлива и электроэнергии.

С точки зрения автоматизации сушилки являются объектами с взаимосвязанными параметрами.

Математическое описание процесса сушки и решение вопросов по разработке оптимальной схемы автоматизации может быть осуществлено тремя основными путями.

Первый способ — это математическое описание процесса сушки с решением системы дифференциальных уравнений. Этот путь имеет в будущем большие перспективы. Однако в настоящее время пока еще не удалось решить системы нелинейных дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, описывающих процессы сушки в распылительных установках. Практически не выявлены законы движения комплекса частиц полидисперсного состава с переменной массой в сушильной камере и т. д.

Второй метод заключается в решении дифференциальных уравнений теплового и материального балансов установки с последующей их линеаризацией при малых отклонениях от номинального режима работы сушилки. Достоинством этого метода является его простота и достаточная для инженерных расчетов точность. Этот метод для распылительных сушилок пока еще не был использован.

Третий способ — экспериментальное получение динамических характеристик установки методами активного и пассивного экспериментов с последующей аппроксимацией этих данных в характеристики типовых динамических звеньев. При методах активного эксперимента, выводя объект на заранее заданный режим и добившись стабилизации всех входных и выходных величин, в некоторый момент времени наносят возмущение по одному из входящих каналов. При этом снимают кривые изменения выходных величин. Так как реальные объекты почти всегда являются нелинейными, то эксперименты необходимо проводить на нескольких (минимум трех) различных режимах работы установки.

Обычно применяются следующие виды возмущений:

- сброс (наброс),

- прямоугольный или трапецеидальный импульс,

- прямоугольная или трапецеидальная волна

- гармонические возмущения.

Величину возмущений рекомендуется брать в пределах 15 — 25% от номинального значения данного параметра (при сбросе и набросе). При других способах введения возмущений величины их берутся больше.

В результате экспериментов получают кривые разгона (при сбросах и набросах), импульсные характеристики (при импульсных возмущениях) или частотные характеристики (при гармонических и волновых возмущениях).

Основой метода пассивного эксперимента является непрерывное воздействие случайных возмущений при эксплуатации промышленных сушилок. Обрабатывая данные нормальной эксплуатации — регистрацию всех входных и выходных величин — можно, используя методы теории случайных функций математической статистики и статистической динамики, получить динамические характеристики установки. После получения этих характеристик на действующих установках и проверки возможно моделирование характеристик с помощью аналоговых электронных машин.

Таким образом, третья группа методов является в настоящее время наиболее мощным средством инженерной практики получения математического описания процессов в установке.

Дата добавления: 2014-01-04