водогрейный котел теория. Водогрейный котел. Определить основные технологические параметры для ведения процесса нагрева воды
 Скачать 2.06 Mb.
|
  Из стандартного ряда чисел (1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10 · 10n) по максимальному массовому расходу выбираем ближайшее число большее заданного на 20 – 25% и принимаем его за максимальный расход. QnМ max=  По одной из формул ( стр. 437 – 439 Шипетин «Техника проектирования систем автоматизации тех. процессов». 1976) вычисляем число Рейнольдса, которое соответствует минимальному расходу  Re min = Из графика 1 рис. XI.1 (стр. 444 учебник Шипетин) определяем для каких модулей диафрагмы выполняется условие Remin>Re гр. Из графика видно, что условие Remin>Re гр. выполняется при m ≤ … (Remin>Reгр.,приm Определяем произведение m. α , для трёх соседних ∆Pн , взятых из стандартного ряда чисел ( раздел 5 расчёта) по одной из формул (стр. 440 – 443 учебник Шипетин) производим расчет. (∆Pн– стандартный пределизмерения дифманометра в кгс/м2 ) Их выпускают на max (X1; X2; X3) перепады давлений: 10; 16; 25; 63; 100; 160; 250; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300.  Результаты измерений заносим в таблицу 1    Таблица 1. Результаты расчетов
9.Для вычисленных значений m. α по графикам XI.3 (стр. 444 учебник Шипетин) определяют величины m и α и заносим значения в таблицу 1. График XI.3. 10.По значениям m из графика XI.2 (стр. 451 учебник Шипетин) определяем необходимый прямой участок трубопровода перед сужающем устройством L1/ Dтри заносим в таблицу 1. 11. По значениям m из графика XI.13 (стр. 452 учебник Шипетин) определяем потери давления в сужающем устройстве Pn /∆P и заносим в таблицу 1. График XI.13.     (Рассчитываем для трёх значений) X1; X2; X3 12. Из расчётной таблицы видно, что наиболее целесообразным является перепад давления на диафрагме ∆Pн=2500 кгс/м2 т.к. при этом располагаемый прямой участок трубопровода > требуемого; потеря давления < допустимого и модуль близок к оптимальному. 13. Вычисляем диаметр отверстия диафрагмы.   14. Произведем проверку расчета по формуле:   Относительная погрешность измерения расхода составит:   Расчет считается выполненным верно, если  Примечание для справки: Для п.12. Из исходных данных берём Pnи L1/ Dтри сравниваем их со значениями в таблице; то есть сравниваем расчетные значения потери и давления, и прямого участка трубы с заданными в исходных данных. Табличные значения должны быть <заданных. Из трех рассчитанных диафрагм выбираем ту, которая удовлетворяет обоим требованиям. Теперь ведётся по величине модуля. Если в пункте указывается ограничение по модулю, то сравнивают m выбранной диафрагмы с ограничением. Если подходят две диафрагмы, то у них выбирают ту, у которой модуль ближе оптимальному значению (0,28 – 0,3). Если не одна из диафрагм не подходит, то берут другие значения ∆Pн и расчёт повторяют. 7.2 Расчет регулирующего органа Цель расчета: 1.Расчет условной пропускной способности (  )2.Выбор диаметра условного прохода (  )3.Выбор конкретного типа клапана. Исходные данные: 1.Вещество – вода 2.Максимальный объемный расход: Q0max = 280 м3/ч 3.Минимальный объемный расход: Q0max = 60 м3/ч 4.Температура вещества: t =65оС 5.Давление в начале участка трубы , на котором стоит клапан: Рн= 4,5 кгс/см2 6.Давление в конце трубы: Рк= 2 кгс/см2 7.Длина трубопровода: L = 8 м 8.Внутренний диаметр трубопровода: Dтр = 180 мм 9.Трубопровод имеет конец выше начала Z=2 м 10.Количество вентилей: 2 шт. 11 Количество колен 1 ∠= 90 С Расчет 1.Из таблицы находим недостающие для расчета данные плотность вещества ρ = 980,6 кг/м3 динамическая вязкость µ = 0,4355сПз 2.Составляем схему трубопровода  Рисунок 2. Схема трубопровода 3.Определяем число Рейнольдса для max и min расходов по одной из формул стр. 437-439 (Шипетин « Техника проектирования систем автоматизации тех. процессов» 1976 г. 496 стр.)     4.Определяем среднюю скорость потока для max и min расходов     5.Определяет коэффициент трения для max и min расходов по формуле исходя из условии если Re max>2300     6.Определяются потери на трении при max и min расходе     7.Определяем потери на местные сопротивления. Для этого находим коэффициенты местных сопротивлений. Стр.510 (Павлов К. Ф., Романков П. Т., Носков А.А. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии 1976 г.») Для входа в трубу: ξвх= 0,5 Для выхода из трубы: ξвых = 1 Для колена ξ90 = 1,1 Для вентиля: ξвент. = 5     8.Определяем суммарные потери     9.Определяем пределы давления на регулирующем клапане     («+»,если конец выше начала , «-» если конец ниже начала, если участок прямой «+» и Z=1) 10.Определяем max и min способность пропускного клапана с учетом коэффициента запаса   11.По таблице стр. 295 выбираем стандартные значения (Кошарский Б. Д. «Автоматические приборы , регуляторы и вычислительные системы) Dy и КVy (Желательно, чтобы Dy = DTp, а ≥ Vmax )Dy= 125 = 25012.Находим Remax для Dy(если Dy= DTp ,то расчет не нужен и Remax берем из пункта 3) 13.По Remax из графика XII.3 стр. 477 (Шипетин) находим поправку на вязкость Если ψ=1, то поправку на вязкость не определяем. 14.Определяем пропускную способность клапана с учетом влияния вязкости   15.Определяем относительное положение затвора клапана при max и min расходах     Клапан выбран, верно, если nmax ≤ 0,9 nmin ≥ 0,1 если условие не выполняется, надо выбрать другой клапан и пункты с 11 по 15 пересчитать. 16.Выбирается конкретный тип клапана ,по таблицам СИУ ряда 363 7.3 Расчет измерительной схемы автоматического моста Цель расчета: Определение сопротивлений измерительной схемы автоматического моста. Исходные данные: Пределы измерений tн= 0оС; tк= 300оС; Градуировка ХК Сопротивление реохорда Rр= 100оС; Температура свободных концов t`0= 50оС.  Рисунок 3. Схема автоматического моста. Назначение сопротивлений измерительной схемы. Rр – сопротивление реохорда; Rш – сопротивление шунта, для неограниченного тока протекающего через реохорд; RА – балластный резистор; Rк – сопротивление, определяющее конец шкалы; Rн – сопротивление, определяющее начало шкалы; Rт – сопротивление, определяющее ток в диаграмме; Rрт – сопротивление, для регулировки рабочего тока; Rс – сопротивление сравнительности; Rф – фильтр; Rм – медный резистор, для введения поправки на температуре свободных концов; Чн – подгоночный резистор, для точной установки на начало шкалы; Чк – подгоночный резистор, для точной установки на конец шкалы. Расчёт 1. Из [2.36-38] выбираются недостающие для расчета данные. По заданным значениям температур tн и tк, t0 находим ЭДС. Ен= 0 мВ; Ек= 22,880 мВ; Е(tt0)= 3,350 мВ; 2. Задаются типовыми значениями некоторых параметров схем.
Эквивалентное сопротивление реохорда с шунтом Rэ = 100 Ом, из [1.129-130] находится ЭДС нормального элемента Ес = 1018,6мВ. Температурный коэффициент электрического сопротивления для меди a= 4,26 *10-3 1/с. 3. Находится сопротивление сравнительного резистора Rc= Ec /I2; Rc= 1018,6/22= 254,65 Ом; 4. Находим сопротивление шунта Rш= Rр* Rэ/Rр – Rэ; Rш= 100*100/100-100= 0 Ом; 5. Находится приведенное сопротивление ветвей цепи реохорда, состоящих из параллельно соединенных Rр, Rш и Rк; Rп= Еr – Eн/I1; Rп= 22,880-0/3= 7,63 Ом; 6. Находится сопротивление резистора, определяющего конец Rк= Rэ* Rп/Rэ – Rп; Rк= 100*7,63/100-7,63= 8,26 Ом; 7. Находится сопротивление медного резистора, вводящего поправку на температуру свободных концов Rм = E(tt0)*Rc/ Ec*a*t`0 ; Rм=3,350*254,6/1018,6*0,0462*50= 0,39 Ом; 8. Находится сопротивление резистора, определяющего начало шкалы Rн=Eн+Rн*I2/I1; Rн= 0+0,39*2/3= 0,26 Ом; 9. Находится сопротивление балластного резистора RА=I2*Rс-Eк/I1; RА=2*254,65-22,880/3= 162;14 Ом. Итак, сопротивлениями схемы будут: Таблица 2. Результаты расчетов
Расчет устойчивости регулятора. 1.Для обеспечения нормального технологического режима конверсии окиси углерода необходимо поддерживать постоянство температуры, при которой происходит реакция в конвертере. Это Возможно осуществить изменением подачи пара, который предварительно проходит через парогазосмеситель. теплообменники и затем поступает в конвертер.  Рисунок 4. Схема технологической установки. В результате эксперимента получена кривая разгона конвертера по каналу пар — температура, которая приведена на рис. 5. Необходимо определить передаточную функцию объекта по каналу пар — температура, найти расширенную частотную характеристику и рассчитать оптимальную настройку ПИ-регулятора, построив переходный процесс в системе регулирования  Рисунок 5. Кривая разгона конвертера. Ответ. В соответствии с методикой, изложенной выше, определяем передаточную функцию объекта. Предварительные расчеты дали следующие значения коэффициентов: F1=10,36; a1= F1 F2=34; a2= F2 F3=5,1; a3= F3 Так как кривая разгона и ее первая производная при равны нулю, то выбираем передаточную функцию с учетом транспортного запаздывания следующего вида:  Так как коэффициент усиления  объекта равен отношению выходной величины Q и входной |