Reglarea automată a debitului

1. Tema referatului

Să se proiecteze un sistem de reglare automată a debitului având următoarele

date iniţiale:

• Sistemul este folosit pentru reglarea debitului de aer de combustie din

cadrul unei instalaţii de reîncălzire a aerului într-un furnal,

• Lungimea conductei: , diametrul ,

• coeficientul de debit ,

• debitul de intrare in regim staţionar ,

• eroarea staţionară

2. Noţiuni generale despre reglarea debitului

Reglarea debitului pare la prima vedere o problemă extrem de simplă, deoarece mărimea de ieşire a procesului este un debit iar mărimea de intrare este acelaşi debit şi ca atare funcţia de transfer a procesului ar fi egală cu unitatea.

Conform legii conservării masei, masa de aer ce intră în conductă în orice moment de timp este egală cu masa aerului care părăseşte conducta. Acest lucru implică faptul că debitul de aer este constant.

Pentru a menţine un debit constant, viteza aerului trebuie să crească atunci când aerul trece prin conductă, datorită scăderii secţiunii transversale a canalului. Acest lucru înseamnă că viteza aerului la intrarea în conductă este mai mică decât viteza aerului din interiorul acesteia.

Conform ecuaţiei lui Bernoulli, dacă viteza aerului creşte, atunci presiunea aerului este în descreşte. Acest lucru înseamnă că presiunea aerului pe partea de intrare a conductei este mai mare decât presiunea aerului din conductă. Cu cât viteza aerului prin conductă este mai mare, cu atât presiunea diferenţială va fi mai mare de-a lungul conductei.

Din aceste considerente sistemele de reglare a debitului, faţă de sistemele de reglare ale altor parametrii industriali au două particularităţi importante:

a) Inerţia obiectului reglat fiind relativ mică, la o modificare a poziţiei organului de reglare, noua valoare a debitului se stabileşte în câteva secunde. Ca atare, caracteristicile dinamice ale sistemului sunt determinate în principal de inerţia elementului de măsură, regulatorului, liniilor de impuls şi ventilului de reglare. În aceste procese durata regimului tranzitoriu este mai mică decât un minut. Dacă este necesară o reglare precisă a debitului, atunci durata regimului tranzitoriu trebuie să fie redusă până la câteva secunde şi deci constantele de timp ale elementelor ce intră în componenţa buclei de reglare trebuie reduse la valoarea minimă posibilă.

b) Semnalul de la traductorul de debit conţine un înalt nivel de zgomot, având oscilaţii cu frecvenţe egale sau mai mari decât 1 Hz.

Pentru reglarea debitului se calculează modelul dinamic al unei conducte tehnologice, delimitată de elementul de execuţie şi traductorul pentru măsurarea debitului. Un sistem de reglare automată a debitului SRA-F are reprezentarea convenţională din figura 1., unde:

F este debitul de gaz;

L este lungimea conductei;

D este diametrul conductei;

∆P este căderea de presiune pe conductă;

F0 este valoarea presupusă a debitului.