chuyên đề MATLAB
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (730.98 KB, 18 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ỨNG DỤNG TIN HỌC
CHUYÊN ĐỀ 9:
THIẾT BỊ PHẢN ỨNG GIA NHIỆT VỚI HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ
GVHD: T.S Nguyễn Đình Việt
SVTH: Nhóm H3D9 – DH08H1
1 .Võ Thanh Hà
2 . Nguyễn Văn Hải
3 . Lê Thị Hồng Hạnh
4 . Nguyễn Thành Duy
NỘI
DUNG
BÁO
CÁO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
MÔ HÌNH THIẾT BỊ
CÁC PHƯƠNG TRÌNH TOÁN HỌC
SƠ ĐỒ VÀ THUẬT TOÁN GiẢI
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Phản ứng hóa học diễn ra trong điều kiện nhiệt độ xác định.
Để duy trì nhiệt độ ổn định, cần phải sử dụng bộ điều khiển tín
hiệu.
Thời gian khởi động: là khoảng thời gian từ bộ điều khiển tự động
đến bộ phận gia nhiệt.
Thời gian chết: là khoảng thời gian dòng chất lỏng ra khỏi thùng
khuấy truyền qua đầu kim của thiết bị điều khiển tự động.
HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHUẤY TRỘN LIÊN TỤC, GIA NHIỆT
VÀ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG
Dòng chất lỏng đầu vào có khối lựong riêng ρ (kg/m
3
) và nhiệt dung riêng
C
p
(kJ/kg
o
C) đi vào thiết bị phản ứng gia nhiệt với tốc độ dòng liên tụcW
(kg/min) và nhiệt độ T
i
(
o
C).
Trong thùng khuấy có thể tích là V(m
3
) và nhiệt độ T(
o
C). Nhiệt độ của
dòng mong muốn đạt được là T
r
(
o
C). Nhiệt độ của dòng chất lỏng đi ra khỏi
thiết bị thùng khuấy đo được bởi kim tự động là T
m
(
o
C), phần nhiệt cần
thêm vào là q (kgJ/min) được cung cấp bởi thiết bị gia nhiệt thông qua bộ
phận điều khiển tự động PI.
Mục tiêu của việc điều khiển là giữ cho nhiệt độ đầu vào bằng nhiệt độ đầu
ra (T
0
= T
r
).
Khi nhiệt độ T
m
<T
r
thì bộ phận điều khiển tự động bật tín hiệu cho bộ phận
gia nhiệt cung cấp nhiệt cho thùng khuấy.
Ngựợc lại, T
m
>T
r
thì thiết bị gia nhiệt ngừng cung cấp nhiệt cho thùng
khuấy.
Mục tiêu của việc điều khiển là giữ cho nhiệt độ đầu ra T
0
= T
r
khi nhiệt độ đầu
vào T
i
thay đổi khác với nhiệt độ ổn định cho trước là T
is
.
Cân bằng năng lượng cho thùng khuấy trộn liên tục:
p
ip
VC
qTTWC
dt
dT
ρ
+−
=
)(
CÁC PHƯƠNG TRÌNH TOÁN HỌC
ii
WCTq
=
WCTq
=
0
dt
dT
VCQ
p
ρ
=
Ta có:
Qqqq
i
=−+
0
Với:
dt
dT
VCWCTqTWC
pip
ρ
=−+
Ảnh hưởng của thời gian chết được tính toán trong trường hợp này
bằng xấp xỉ Pade là phương trình vi phân bậc nhất:
d
d
dt
dT
TT
dt
dT
τ
τ
2
2
0
0
−−=
Điều kiện đầu: T
0
=T
r
tại t=0 ( ổn định)
Tại thời điểm ban đầu: t=0, T=T
r
.Thời gian chết ( ) được biểu diễn
như sau:
T
0
(t) = T (t - )
d
τ
d
τ
