Автоматизация технологических процессов и производств. Часть первая. Конспект лекций. Кузьменко Н.В. - 33 стр.

    1. непосредственного смешения теплоносителей;
    2. поверхностные теплообменники, в которых тепло передается через глухую раздели-
        тельную стенку:
        − теплопередача может протекать без изменения агрегатного состояния теплоносите-
             лей (нагреватели, холодильники);
        − с изменением агрегатного состояния (испарители, конденсаторы).
             Нагревание продуктов проводят также в трубчатых печах топочными газами.

5.1.    Регулирование теплообменников смешения.
        Регулирование теплообменников смеше-             F1
ния заключается в поддержании постоянства тем-           F2
                                                                                       Tсм
пературы Тсм суммарного потока на выходе. Для           T1
                                                        T2
создания необходимого температурного режима в
химических аппаратах используют передачу энер-          Рис. 5.1. Структурная схема регулиро-
гии в результате смешения двух и более веществ с        вания теплообменника смешения.
разными теплосодержаниями.
        Во многих задачах регулирования состава или температуры в резервуаре с мешалкой
при определении передаточных функций принимают перемешивание идеальным. Тогда объ-
ект описывается дифференциальным уравнением первого порядка с постоянной времени, рав-
ной времени пребывания в резервуаре. Однако на практике отмечается запаздывание, по исте-
чении которого изменение концентрации или температуры питания происходит на выходе из
резервуара. Это запаздывание (запаздывание смешения) зависит от размеров резервуара, вяз-
кости жидкости, конструкции и скорости вращения мешалки, определяющих интенсивность
перемешивания.
        Если T2 > Tсм > T1 , при этом теплоемкости и плотности жидкостей одинаковы, то

               F2
Tсм = T1 +           (T2 − T1 ) , (потерями в окружающую среду пренебрегаем)
             F1 + F2
        Остановимся на особенностях статической характеристики собственно процесса сме-
шения. Рассмотрим для примера аппарат непрерывного действия, в котором смешиваются два
потока с расходами G1 и G2, температурами θ1 и θ2, удельными теплоёмкостями cp1 и cp2 (рис.
5.2).
        Пусть задача регулирования состоит в поддержании заданного значения θ0 температу-
ры выходного потока путём изменения расхода G1 при условии, что основными источниками
возмущений являются расход и температура второго потока G2 и θ2, а температура θ1 и удель-
ные теплоёмкости веществ постоянны и равны θ10 , c p1 и c p 2 . Найдем статические характери-

стики объекта по каналу регулирования G1 − θ и каналам возмущения G2 − θ и θ 2 − θ (рис.
5.3). Для этого запишем уравнение теплового баланса:
                                                33