zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ВИПАЛЮВАННЯ ВАПНЯКУ

 

Чумак Л.І., Ткачов В.С., Мала І.В.

Україна, м. Дніпропетровськ,

ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

 

Анотація: Розроблено математичну модель для імітації процесу випалювання вапняку у шахтній печі. Реалізована модель у програмному середовищі MATLAB 6.5. та наведено результати досліджень з урахуванням динаміки теплового процесу для визначення параметрів устаткування і раціонального закону регулювання температури. Проведено оптимізацію системи.

Ключові слова: математична модель, випалювання, вапняк, регулювання, оптимізація.

 

Оскільки будь-яка піч у структурному відношенні являє собою складний нелінійний об'єкт із розподіленими параметрами, великою кількістю внутрішніх зворотніх зв'язків, то для одержання її математичної моделі, придатної для практичного використовування, вводяться спрощуючі допущення. Вони полягають у тому, що піч розбивається на окремі характерні у конструктивному відношенні ділянки, кожна з яких розглядається як лінійний одно- або двохємнісний об'єкт із зосередженими параметрами і своїми вхідними та вихідними впливами. [ 1]

Шахтна піч випалювання вапняку складається із трьох основних зон: зона підігріву, зона випалювання та зона охолодження.

Для аналітичного розрахунку статичних і динамічних характеристик печі розглянемо зону випалювання, що є найбільш важливою ділянкою печі.

У сталому стані робота печі в зоні випалювання описується наступним рівнем теплового балансу:

Qп+Qз.п=0;                                                                (1)

де: Qп – потужність теплового потоку, що надходить у піч, Дж;

      Qз.п. - потужність теплового потоку, що виходить із печі, Дж.

Величина Qn виражається рівнянням:

Qп.= Qх+ Qф+ Qпов+ Qрец;                                                  (2)

де:

QхтQрн                                                                                               (3)

QфтСтθт                                                               (4)

Qпов.=ВтαV0Сповθпов                                                                                (5)

QрецрецСрецθрец                                                       (6)

Qх, Qф, QПОВ, Qрец – відповідно потужності теплових потоків, що надходять у піч за рахунок хімічної теплоти палива, фізичної теплоти палива, із повітрям та із газами рециркуляції.

З урахуванням зазначених значень доданків рівняння (2) прийме вигляд:

Qп.= Вт Qрн+ ВтСтθт+ ВтαV0Сповθпов+ ВрецСрецθрец;                        (7)

де: Вт – витрата палива, що подається в топку, кг;

Qрн – теплота згоряння палива, Дж/кг;

Ст – питома теплоємність палива, ДЖ/(кг• оС);

θт – температура палива,оС ;

α - коефіцієнт надлишку повітря;

V0 – теоретично необхідний обсяг повітря для повного згоряння 1м3 пального, м3;

Спов – питома теплоємність повітря [Дж/(кг∙ оС)]

θпов – температура повітря, що поступає в піч, оС;

Врец – витрата газів рециркуляції, що подаються в піч, кг;

θрец , Срец – температура оС і питома теплоємність газів рециркуляції, що надходять у піч.

При спалюванні палива з певним коефіцієнтом надлишку повітря без втрат продукти згоряння прагнуть прийняти теоретичну температуру горіння:

                        (8)

звідси:

=Сп.з ∙θгір – αV0Cповθпов - Cтθт ;                                      (9)

де Сп.з – питома теплоємність продуктів згоряння [Дж/(кг∙оС)] при температурі згоряння.

Підставивши значення  у рівняння (9) одержимо:

Qп. = Вт∙ Сп.з ∙θгір+ ВрецСрецθрец                                  (10)

Потужність теплового потоку, що віддається піччю:

Qп.в. = Qз.п + Qрец                                                   (11)

Де: Qз.п = Вп.з Сп. з ∙θп.з – потужність теплового потоку, що виходить з печі продуктами випалювання, Вт.

Qрец = Врец Сп.з ∙θп.з – потужність теплового потоку, що виходить з печі газами рециркуляції, нагрітими до температури продуктів згоряння, Вт.

Отже:

Qз.п.= Bп.з ∙Cп.з ∙θп.з+ Врец Срец ∙θп.з                                                      (12)

де θп.з – температура продуктів згоряння на виході з печі, оС;

Вп.з – витрата продуктів згоряння, кг

Для виконання оптимізації системи управління процессом випалювання вапняку розроблено структурну схему системи (рис.1).

 

Рис.1 Структурна схема САР випалювання вапняку.

де : ПП- підсилювач потужності, пускач;

ВМ- Виконавчий механізм, МЄО;

Р- регулятор, комп’ютер;

РО-регулюючий орган,заслінка;

ОР- об’єкт регулювання, зона випалювання;

ДТ- датчик температури ,термопара.

 

Піч випалювання, як об'єкт регулювання, являє собою систему першого порядку із самовирівнюванням і із запізненням.

 

Рис. 2 Структурна схема об'єкта регулювання.

 

Об'єкт регулювання можна представити як сукупність двох ланок (Рис. 2):

- ланка запізнення з передаточною функцією

W(P)1= e –τp (13)

- інерційна ланка з передаточною функцією

W(P)2=k / Tp+1. (14)

Отже передатна функція об'єкта регулювання прийме вигляд :

W(P)=k* e –τp / Tp+1 (15)

За допомогою прикладної програми Simulink моделювання Matlab 6.5. виконуємо розрахунок динамічних параметрів системи з подальшим їх моделюванням.

 

Рис.3 Блок-схема моделі випалювання вапняку в шахтній печі.

 

Рис.4 Перехідний процес системи до оптимізації.

 

Рис. 5 Блок-схема моделі виплювання вапняку в шахтній печі з ПІД-регулятором.

 

Рис. 6 Перехідний процес системи після оптимізації.

 

Висновки: У результаті математичного моделювання за допомогою програми Matlab 6.5. було розроблено блок-схему моделі випалювання вапняку, проведено оптимізацію системи та зменшено час регулювання, з 650 до 430 секунд

 

Використана література

1.          Арутюнов В.А., Бухмиров В.В., Крупенников С.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. – М.: Металлургия, 1990. – 239 с.

2.          Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник, СПб, Питер. – 2002. – 528 с.

3.          Мартиненко І.І., Лисенко В.Ф. Проектування систем автоматики. – М.:Агропроміздат, 1990-243 с.

4.          Ралко А.В., Крупа А.А. Теплові процеси в технології силікатів. – К.:Вища школа, 1986-232 с.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info