Курсова робота
з дисципліни «Технологічні процеси та виробництва»
Тема роботи: «Дослідження хімічного реактора як об'єкта управління»
Зміст
Введення
. Моделювання об'єкта управління
. Характеристика об'єкта управління
. Розробка математичної моделі апарата
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Кінцевою метою будь-якого виробництва є отримання поліз продуктів шляхом переробки вихідної сировини найбільш ефективним способом, Щоб тих процес функціонував ефективно необхідно, контроль його стану і формування управління впливів при відхиленні тих параметрів від заданих оптимальних значеннях. Цю задачу вирішуємо автоматизованої система управління технологічним процесом. Необхідною складовою частиною розробки АСУТП є розробка - синтез, системи автоматичного управління, технологічним об'єктом. Розробка автоматичної СУ передбачає знання закономірностей роботи об'єкта, його динамічних властивостей і характеристик. Аналіз технологічного процесу, як об'єкта управління, проводитися з метою отримання статичних та динамічних характеристик по різних каналах. Динамічні властивості і характеристики об'єкта, описуються математичними моделями. Модель, може розроблятися аналітичним способом, або шляхом експериментального дослідження існуючого об'єкта. Таким чином, синтез СУ технологічним процесом припускає, розробку математичної моделі об'єкта. Виходячи з вище викладеного метою курсової роботи, є розробка концептуальної моделі і математичної моделі, типового технологічного процесу.
1. Моделювання об'єкта управління
хімічний ректор математичний модель
Об'єкт моделювання - хімічний реактор ємнісного типу, забезпечений механічною мішалкою і сорочкою, в яку подається теплоносій, або холодоагент (рис. 1). В якості теплоносія використовується підігріта вода або насичений пар. В останньому випадку пар подається у верхню частину сорочки, а конденсат відводиться знизу.
В апараті проводиться складна екзо-або ендотермічна реакція Реагент або кілька компонентів реакції подаються в апарат потоком -? 1.Второй вхідний потік з витратою -? 2, служить для розведення суміші до необхідної концентрації Наявність сорочки враховується тільки при политропического режимі функціонування апарату.
Рис. 1 Принципова схема об'єкта моделювання
Допускається як об'єкта моделювання використовувати будь-який інший хіміко-технологічний процес або об'єкт іншої природи за погодженням з керівником.
2. Характеристика об'єкта управління
У даному розділі наводиться принципова схема реактора, стехіометричні рівняння реакції, тип реакції, дається короткий опис роботи реактора з характеристикою гідродинамічного і теплового режимів, проводиться аналіз та характеристика реактора як об'єкта автоматизації і управління, проводиться класифікація змінних; наводяться вихідні дані для моделювання в відповідності з варіантом завдання
У реакторі з сорочкою, забезпеченому механічною мішалкою проводитися бімолекулярного ізотермічна реакція:
Вихідний реагент з концентрацією САвх подається в потоці? 1. Потік? 2 служить для розведення реакційної суміші. Суміш з реактора забирається насосом, величина потоку може регулюватися клапаном. У сорочку апарату надходить холодоагент. Завдяки інтенсивному перемішуванню структура потоків в реакторі може бути описана моделлю ідеального змішування. Апарат працює в политропического режимі.
Вихідні змінні об'єкта:
обсяг (рівень) реакційної суміші - Vp; концентрації компонентів у вихідному потоці - СА, Св; температура суміші в апараті - t; температура холодоагенту в сорочці - txл Вхідні змінні об'єкта:
витрати потоків на вході і виході з апарату -? 1,? 2,?; концентрація речовини А у вхідному потоці - САвх; температури вхідних потоків - t1, t2, tXл вх витрата хладоагента на вході в сорочку -? хл. З урахуванням режиму функціонування (политропического) і того факту, що цільовим є компонент В, можна виділити регульовані змінні: рівень (обсяг) в апараті - Vp, температура суміші - t і концентрація - Св. В якості регулюючих впливів пропонується використовувати відповідно: витрата суміші на виході з реактора - і або
витрата -? 2, витрата хладоагента -? хл. витрата потоку -? 1 або витрата розріджувача -? 2 В якості збурень можуть виступати всі залишилися вхідні змінні. Вибір регулюючого впливу по каналу регулюва...
