Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
1
-
LỜI CAM ðOAN Tên tôi là: Nghiêm Thị Hưng
Học viên lớp Cao học khoá 12- Tự ñộng hoá - Trường ðHKTCN Thái Nguyên
Xin cam ñoan: ðề tài: “Nghiên cứu nâng cao chất lượng mạch vòng ñiều
chỉnh lưu lượng” do thầy giáo PGS. TS. Bùi Quốc Khánh hướng dẫn là công trình
tổng hợp và nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả những nội dung trong luận văn ñúng
như trong ñề cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn. Các tài liệu tham khảo ñều
có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng.
1S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
2
-
MỤC LỤC
Lời cam ñoan ……………………………………………………………………….1
Mục lục…………………………………………………………………………… 2
Danh mục chữ viết tắt ………………………………………………………………5
Danh mục các hình vẽ và ñồ thị ……………………………………………………6
Danh mục các bảng biểu……………………………………………………………9
Nội dung
3
-
c. ðặc tính lưu lượng của van ñiều chỉnh 40
d. ðặc tính ñộng học của van
48
2.4.3.4. Lựa chọn van ñiều khiển 49
2.4.3.5. Các thông số của van ñiều khiển 50
2.4.3.6. Bộ ñịnh vị van - Servo van 52
2.4.3.7. Servo van nâng cao chất lượng ñiều khiển quá trình 53
Chương 3. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng mạch vòng ñiều chỉnh lưu
lượng và giải pháp nâng cao chất lượng.
55
3.1. Giới thiệu chung: 55
3.2. Ảnh hưởng của thiết bị ño lưu lượng tới chất lượng mạch vòng ñiều chỉnh 55
3.2.1.Phương pháp ño lưu lượng bằng tần số dòng xoáy 56
3.2.2. Các lưu lượng kế kiểu xoáy hay gặp trong công nghiệp. 58
3.2.3. Phương pháp ño lưu lượng bằng cảm ứng ñiện từ. 60
3.2.4. Phương pháp ño lưu lượng bằng nghẽn tiêu chuẩn (hay nguyên lý
thay ñổi ñộ giảm áp suất)
64
3.3. Ảnh hưởng của van ñiều khiển tới chất lượng mạch vòng ñiều chỉnh 69
3.3.1. Hiện tượng Stiction của van ñiều khiển 69
3.3.1.1. Giới thiệu chung 69
3.3.1.2. ðề suất ñịnh nghĩa về Stiction 72
3.3.2. Quan sát ảnh hưởng hiện tượng Stiction trong thực tế 73
3.4. Nâng cao chất lượng mạch vòng ñiều chỉnh bằng phương pháp bù ảnh hưởng 80
3.4.1. Khái quát chung 80
3.4.2. Cấu trúc ñiều khiển lưu lượng 81
3.4.3. Nâng cao chất lượng mạch vòng ñiều chỉnh 82
-
I. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CV Biến cần ñiều khiển – Controlled Variable
CO Tín hiệu ñầu ra bộ ñiều khiển – Control Output
SP Giá trị ñặt – Set Point
MV Biến ñiều khiển – Manipulated Variable
QO Mở nhanh – Quick Open
EP Phần trăm ñều – Equal percentage
FC Van ñóng an toàn
FO Van mở an toàn
R Dải ñiều chỉnh van - Rangeability
PV ðại lượng ño - Measured Variable, Process Value
PM Tín hiệu ño - Measured Signal, Process Measurement
PID Proportional – Integral – Derivative
PI Proportional - Integral: Sụt áp trên van
5S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
6
-
II. DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ðỒ THỊ
Hình Nội dung Trang
Hình 1.1. Sơ ñồ ñiều khiển mức 12
Hình 1.2. Hệ thống ñiều khiển nồng ñộ 12
Hình 1.3 Hệ thống ñiều khiển nhiệt ñộ 14
Hình 1.4. Sơ ñồ ñiều khiển nhiệt ñộ của bình chất lỏng 14
Hình 1.5. Sơ ñồ cấu trúc hệ ñiều khiển quá trình 15
Thời gian T
d
và τ
ν
của van 39
Hình 2.18.
Tóm tắt thời gian ñáp ứng của van 39
Hình 2.19.
Cấu trúc van ñiều khiển 40
6S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
7
-
Hinh 2.20.
ðường cong ñặc tính của van 42
Hình 2.21.
Mô hình lắp van ñiều chỉnh trên ñường ống 43
Hình 2.22.
ðặc tính van tuyến tính bị biến dạng do thay ñổi ñộ giảm áp 45
Hình 2.23.
ðặc tính lưu lượng thực tế của van cân bằng % 46
Hình 3-12.
Lưu lượng kế chênh áp do Q1=Q2, vận tốc dòng chảy phải tăng tại
A2 và gây ra sự chênh áp giữa P1 và P2.
64
Hình 3-13.
Biểu ñồ phân bố áp suất dọc ống khi lắp vào ống lưu lượng kế 67
Hình 3-14.
ðồ thị ñánh giá ñộ tụt áp suất theo m của các loại ống khác nhau 67
Hình 3-15.
Bố trí các van 68
Hình 3-16.
ðường ống với vòi thoát cho chất khí và hơi ngưng 68
Hình 3-17.
Cấu trúc van ñiều khiển 69
Hình 3-18.
Mô hình Hysteresis, Deadband, và Deadzone 70
Hình 3-19
Hiện tượng Stiction van 72
7S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
Cấu trúc phương pháp Knocker
82
Hình 3-31.
Hình dạng xung ñiều khiển 83
Hình 3-32.
Cấu trúc của phương pháp bù 84
Hình 4-2. Mô hình mô phỏng stiction valve 87
Hình 4-3 Mô phỏng hiện tượng Stiction valve 87
Hình 4-4.
Sơ ñồ khối mô phỏng matlab/ Simulink ñiều chỉnh lưu lượng 88
Hình 4-5.
Sơ ñồ khối mô phỏng matlab/ Simulink ñiều chỉnh mức 88
Hình 4-6. Tín hiệu ñặt và tín hiệu thực của ñáp ứng lưu lượng 88
Hình 4-7. Tín hiệu ñặt và tín hiệu thực của ñáp ứng mức 89
Hình 4-8.
Sơ ñồ khối mô phỏng Stiction valve cho ñiều khiển lưu lượng 89
Hình 4-9. Sơ ñồ khối mô phỏng Stiction valve cho ñiều khiển mức 89
Hình.4-10.
Tín hiệu trước và sau khối stiction trong ñiều khiển lưu lượng 90
Hình 4-11.
ðáp ứng lưu lượng 90
Hình.4-12.
Tín hiệu trước và sau khối stiction trong ñiều khiển mức 91
Hình 4-13.
III. DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2-1 Hướng dẫn chọn ñặc tính lưu lượng khi ñiều khiển mức 50
Bảng 2-2 Hướng dẫn chọn ñặc tính lưu lượng theo cơ cấu ñiều khiển lưu lượng 50
Bảng 2.3 Các giá trị của Cv ñối với dải thường dùng của một loại van ñiều chỉnh 51
Bảng 3.1 Giá trị ma sát sử dụng trong mô hình vật lý của van 78
9S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
10
-
LỜI MỞ ðẦU
Hệ thống ñiều khiển tự ñộng ngày nay ñã phổ biến trong hầu hết các lĩnh vực công
nghệ và phát triển song song với các kỹ thuật tiên tiến khác như ñiện - ñiện tử và máy tính.
ðiều khiển tự ñộng ñã ñược ứng dụng vào nhiều ngành khác nhau và nhiều hệ thống ñiều
khiển khác nhau ñã ñược ra ñời, ví dụ như ñiều khiển quá trình trong công nghiệp chế biến,
khai thác và năng lượng, v.v Ngày nay, trong mỗi nhà máy công nghiệp hệ thống ñiều
khiển giám sát là thành phần không thể thiếu. Các hệ thống ñiều khiển và giám sát ñược sử
dụng trong những lĩnh vực ñó có một số ñặc thù chung ñược gọi là các hệ thống ñiều khiển
quá trình (Process Control System - PCS). Vì vậy, một hệ thống ñiều khiển quá trình bao
gồm bốn yếu tố cần thiết: ño lường, ñiều khiển, vận hành và giám sát.
Trong hệ thống ñiều khiển quá trình, phần tử cuối cùng chính là các thiết bị chấp
hành xác ñịnh bởi ñầu ra của bộ ñiều khiển. Các phần tử này có thể là van ñiều khiển,
thiết bị chuyển ñổi on - off, nhưng ñược dùng phổ biến trong hầu hết các vòng ñiều
khiển công nghiệp chính là van ñiều khiển. Van ñiều khiển vẫn là bộ phận quyết ñịnh
các hoạt ñộng ñiều khiển có chính xác không. Do ñó, có thể nói van ñiều khiển chính là
Chương 1. VAI TRÒ CỦA ðIỀU KHIỂN LƯU LƯỢNG
TRONG HỆ ðIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH
1.1. Khái quát chung
ðiều khiển lưu lượng ñược sử dụng phổ biến trong sản xuất như ñiều khiển lưu
lượng nhiên liệu trong các lò ñốt, ñiều khiển các dung dịch ñể pha trộn lượng
chất Trong các hệ ñiều khiển quá trình, lưu lượng ñóng vai trò có thể là ñại lượng
ñiều khiển hoặc là biến ñiều khiển. Thực tế, người ta hay dùng hai ñơn vị tính lưu
lượng: lưu lượng tính theo thể tích F (m
3
/s), lưu lượng tính theo khối lượng Q (kg/s).
Môi chất trong ñiều khiển lưu lượng ở cả ba thể: chất rắn, chất lỏng, chất khí.
- Chất lỏng: nước, dung dịch, …
- Chất khí: khí ñốt, hơi nước, bụi bẩn…
- Chất rắn: dạng bột, than, …
Trong phần luận văn này nghiên cứu ñiều khiển lưu lượng môi chất ở dạng chất lỏng
1.2. Vai trò của ñiều khiển lưu lượng:
Trong ñiều khiển lưu lượng, thiết bị chấp hành có thể là van ñiều khiển, thiết
bị chuyển ñổi on - off, nhưng trên thực tế ta thấy có ñến hơn 80% ñược dùng phổ
biến trong hầu hết các vòng ñiều khiển công nghiệp chính là van ñiều khiển. Nó là
thiết bị chấp hành quan trọng nhất trong lĩnh vực ñiều khiển quá trình. Van ñiều
khiển ñiều chỉnh lưu lượng chất lỏng như gas, hơi nước, nước hoặc hợp chất hoá
học. ðiều khiển ñộ mở van, sẽ ñiều khiển ñược các biến ñiều khiển như: lưu lượng
áp suất, nhiệt ñộ, nồng ñộ, mức v.v
Van ñiều khiển ñiều khiển lưu lượng môi chất ñi qua các ñường ống dẫn, ñể bù
ñắp lại ảnh hưởng của nhiễu và thay ñổi giá trị biến ñiều khiển ñể có ñược ñại lượng cần
ñiều khiển như mong muốn.
ðặc tính của nó có ảnh hưởng rất lớn tới ổn ñịnh và chất lượng của ñiều khiển
quá trình. Vì vậy, nghiên cứu mở van ñiều khiển là nhiệm vụ không thể thiếu trong
ñiều khiển quá trình.
Hình 1.1. Sơ ñồ ñiều khiển mức
Hình 1.2. Hệ thống ñiều khiển nồng ñộ
12S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
13
-Giả thiết: c
1
và c
2
là hằng số - lưu lượng w ra tùy ý (tự chảy).
Phương trình cân bằng :
w
1
c
1
+ w
2
c
chất quyết ñịnh cho sản phẩm ấy. Trong cả trong ngành luyện kim, cần phải ñạt ñến
một nhiệt ñộ nào ñó ñể kim loại nóng chảy và cũng cần ñạt một nhiệt ñộ nào ñó ñể ủ
kim loại nhằm ñạt ñược tốt các ñặc tính cơ học như ñộ bền, ñộ dẻo, ñộ chống gỉ
sét…Trong ngành thực phẩm, cần duy trì một nhiệt ñộ nào ñó ñể nướng bánh, ñể nấu
và ñể bảo quản…Việc thay ñổi thất thường nhiệt ñộ không chỉ gây hư hại ñến chính
thiết bị ñang hoạt ñộng, còn ảnh hưởng ñến quá trình sản xuất, ngay chính trên sản
phẩm ấy.
Có nhiều phương pháp ñể ñiều khiển lò nhiệt ñộ, mỗi phương pháp ñiều mang
ñến một kết quả khác nhau thông qua những phương pháp ñiều khiển khác nhau.
13S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
14
-
Phương trình của hệ thống ñiều khiển nhiệt ñộ:
FT
V
TF
pV
p
TF
pV
p
dt
trì nhiệt ñộ trong bình bằng cách ñiều chỉnh lưu lượng nước nóng vào ống.
Hình 1.4. Sơ ñồ ñiều khiển nhiệt ñộ của bình chất lỏng
Hình 1.3. Hệ thống ñiều khiển nhiệt ñộ
14S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
15
-1.3. Cấu trúc chung của ñiều khiển quá trình:
Giá trị ñặt: Set Point (SP), Set Value (SV)
Tín hiệu ñiều khiển: Control Signal, Controller Output (CO)
Biến ñiều khiển: Control Variable, Manipulated Variable (MV)
Biến ñược ñiều khiển: Controlled Variable (CV)
ðại lượng ño: Measured Variable, Process Value (PV)
Tín hiệu ño: Measured Signal, Process Measurement (PM)
Một hệ thống / thiết bị chấp hành nhận tín hiệu từ bộ ñiều khiển và thực hiện
tác ñộng can thiệp tới biến ñiều khiển. Các thiết bị chấp hành tiêu biểu trong công
nghiệp là van ñiều khiển, ñộng cơ, máy bơm và quạt gió. Thông qua thiết bị chấp
hành mà hệ thống ñiều khiển có thể can thiệp vào diễn biến của quá trình công nghệ.
Van ñiều khiển vẫn là bộ phận quyết ñịnh các hoạt ñộng ñiều khiển có chính
xác không. Do ñó, có thể nói van ñiều khiển là một bộ phận quan trọng trong một hệ
+ Hình 2.1a: Cơ cấu chấp hành là máy bơm, ñiều chỉnh lưu lượng thông qua
ñiều chỉnh tốc ñộ ñộng cơ ñược thực hiện bằng biến tần.
+ Hình 2.1b: Cơ cấu chấp hành là van rẽ nhánh ñiều khiển lưu lượng thông
qua ñiều khiển dòng ñược thực hiện bằng mở van rẽ nhánh.
+ Hình 2.1c: ñiều khiển lưu lượng thông qua van ñiều khiển loại tấm ngăn có
ñiều chỉnh.
TF
FC
Hình
2.1b
:
C
ơ c
ấu chấp h
ành là
van r
ð
i
ều chỉnh l
ư
u l
ư
ợng thông qua van
ñ
i
ều khiển loại t
ấm ng
ă
n
Hình 2.1. Một số cấu trúc mạch vòng ñiều khiển lưu lượng
16S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
17
-2.2. Cơ học chất lỏng
Ta có thể mô tả dòng chảy của một chất lỏng nếu biết chuyển ñộng của từng
hạt nguyên tố của chất lỏng. Tuy nhiên, vì số hạt quá lớn, nên ta không thể tiến hành
cách nghiên cứu như vậy ñược.
g
ρ
ρ ρ
− = − −
(2-1)
Nếu ñộ cao y
2
ñược lấy là ñiểm quy chiếu với áp suất bằng không, (2-1) ñược
ñơn giản hóa thành:
p h
γ
=
(2-2)
Trong ñó
g
g
ρ
γ
=
(2-2) ñược gọi là phương trình cân bằng tĩnh.
17S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
18
-
-
19
-Một họ các dòng tạo thành một hình trụ của mặt phẳng cắt vi phân là một sợi
dòng. Một ống dòng là mặt phẳng hữu hạn, ñược tạo bởi số lượng vô hạn các sợi
dòng, dọc theo ñó không có dòng chảy. Khái niệm của một ống dòng ñơn giản việc
phân tích dòng chảy chất lỏng do chất lỏng ñi vào ống dòng phải rời ñi, giả thiết
không tạo ra hoặc phá hủy của khối bên trong. Bằng cách chú ý rằng các thành phần
vận tốc theo các hướng x và y là:
dx dy
u v
dt dt
= =
(2-3)
Chúng ta có thể lấy các phương trình vi phân của một dòng bằng cách triệt tiêu dt, cho:
udy vdx
=
(2-4)
Tương tự,
vdz wdy
=
(2-5)
wdx udz
=
dt dx dt y dt y dt dt
∂ ∂ ∂ ∂
= = + + +
∂ ∂
V V V V V
(2-9)
19S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
20
-Do ñó, ñối với một hạt chuyển ñộng, u=dx/dt, v=dy/dt và w=dz/dt, (2-9) có
thể viết lại thành:
( )
d
a u v w
dt dx y y dt
∂ ∂ ∂ ∂
= = + + +
∂ ∂
V V V V V
(2-10)
Phương trình ñược gọi là ñạo hàm chất lỏng, ñạo hàm toàn phần hay ñạo hàm
thực chất, ký hiệu bởi DV/Dt. Ảnh hưởng của thời gian lên phản ứng của hạt ñược cho
bởi gia tốc ñịa phương
ñược miêu tả bởi sự di chuyển ngẫu nhiên của các thành tố hay thay ñổi xuất hiện.
Màu sắc ñược ñưa vào dòng chảy sẽ phá vỡ và khuếch tán qua trường chảy. Dòng
chảy bất thường - dòng chảy rối luôn không ổn ñịnh trong chiều tuyệt ñối. Tuy
nhiên, chúng ta thi thoảng nghĩ về dòng chảy bất thường, ñược minh hoạ trên hình 2-
5 cũng chỉ ra dòng chảy tầng không ổn ñịnh. Trong khi tìm ra sự khác nhau giữa
dòng chảy tầng và dòng chảy rối vào năm 1883, Orborne Reynolds chú ý ñến loại
dòng chảy phụ thuộc vào tham số vô hướng VD/v, nơi mà V là gia tốc hay thay ñổi
20S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
21
-
trong ống của ñường kính D và
ρ
µ
m
v =
là nhớt ñộng học của những thay ñổi. Nói
chung, số Reynold ñược xác ñịnh như sau:
v
Vl
=Re
(2-11)
Trong ñó l là chiều dài ñặc tính. Trong dòng chảy của ống, sự di chuyển
thường bất thường khi Re >2000. Trong dòng chảy qua vật bằng phẳng, khi dộ dài
của nó ñược coi như chièu dài ñặc tính, hình thức chuyển tiếp từ dòng chảy phiến
nào, tạo ra tính dính
µ
có thể tương tự giống thời gian bình quân:
µ
µ
µ
′
+
=
(2-14)
Phương trình ñơn giản cho sự nhấn mạnh trong dòng chảy tầng:
Dòng chảy tầng:
dy
du
1
µτ
=
(2-15)
không hợp lệ trong dòng thay ñổi bất thường. Mối liên hệ ñược hoàn tất bởi
tính dính xoáy €, là 1 chức năng của sự di chuyển chất lưu cũng như tỷ trọng của nó:
21S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
22
-
Thay ñổi bất thường:
hằng số (2-17)
Trong ñó, V là vận tốc bình quân ñược ño tới mặt cắt ngang A, và
ρ
là tỷ trọng,
ñồng dạng qua mặt cắt ngang. Phép tính này ñược biết như là phép tính liên tục. Vận tốc
khối lượng, G
≡
ρ
V, thường ñược sử dụng trong các phép tính truyền nhiệt, cho ta:
== AG
m
.
hằng số (2-18)
nếu thêm vào ñể ñược vững chắc, dòng chảy không nén ñược (
ρ
hằng số),
phép tính liên tục biến ñổi thành:
=
=
=
2211
VAVAQ
hằng số (2-19)
Trong ñó, Q ñược gọi là tốc ñộ dòng thể tích
Hình thức khác của phép tính liên tục giữ cho dòng bất biến hay không bất
biến ñược tìm thấy trong vấn ñề trên. Trong toạ ñộ Dêcacdơ, nó là:
( )
0. =∇+
∂
V
dt
ρ
ρ
(2-21)
Nơi
∇
nó ñược phân kỳ, có thể ñược hiển thị bởi bất kỳ hệ tọa ñộ nào. Nếu
dòng chảy bị thu hẹp lại hoặc ổn ñịnh thì phương trình trong hệ tọa ñộ tối giản còn:
0. =
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
=∇
z
w
y
v
x
u
∂
∂
++
∂
∂
+
∂
∂
dt
V
g
V
sgpRs
z
g
g
s
p
cchc
τ
ρ
(2-23)
Ở ñây, s là hình cung dọc trục hoành và z là giá trị trục tung. Phương trình (2-
23) là giá trị của ma sát chất lỏng và của dòng chảy cố ñịnh hoặc không cố ñịnh.
Giá trị ma sát trong phương trình chuyển ñộng ñược ñề cập là tổng giá trị mất:
h
L
pRs
2
2
1
2
2
12
12
=+
−
+−+
−
L
cc
h
g
VV
zz
g
g
p
pp
(2-25)
Hình 2.5. Mô t
ả ph
ương tr
ình v
ật lý quan trọng của Bernoulli
1
γγ
hằng số (2-26)
Hình 2-6 mô tả phương trình vật lý quan trọng của Bernoulli: tổng áp suất,
p/
γ
, tổng giá trị, z, và tổng vận tốc, V
2
/2g. Tổng của 3 giá trị này ñược gọi là tổng
của tổng, H. ðường hiển thị thuỷ lực và ñường cấp năng lượng cũng ñược xác ñịnh
trong hình. Sự khác biệt giữa thuỷ lực và năng lượng song song với phần ống của
khu vực cắt ngang bằng hiệu ứng ma sát là không ñáng kể.
* Bảo toàn năng lượng
.
Phương trình Bernoulli giới thiệu năng lượng cơ học sở hữu bởi chất lỏng
dựa vào áp suất, vị trí và vận tốc. Khái niệm về Năng lượng ñộ dốc phản ánh ñiều
này. Tại (2-25) khái niệm tổng thiếu hụt ñược sinh ra bởi năng lượng mất ñi (tiêu tan
vào trong năng lượng bên trong) trong quy trình của dòng chảy. Nếu bên cạnh các
khái niệm về năng lượng trên, công nhận năng lượng ñược thêm vào ñể hoặc chiết
xuất từ 1 chuỗi, một phương trình cân bằng năng lượng:
(2-27)
Nơi ”năng lượng ñược thêm” và ” năng lượng chiết xuất” có ý nghĩa khi năng
lượng ñược chuyền ngang qua ñường biên của hệ thống. Nhiệt phát sinh ”q” ở phần
trước là một ví dụ về năng lượng bổ sung.
Trong hàm số (2-27) có thể biểu hiện dưới dạng:
ρρ
(2-28)
Khi ”q” là nhiệt truyền dẫn xác ñịnh, khi ñược thêm vào hệ thống, và ”w” là
chuyển giao việc xác ñịnh khi ñược làm ở hệ thống.
24S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Luận văn Thạc Sỹ Kỹ Thuật
Học viên: Nghiêm Thị Hưng
-
25
-2.3. ðộng học ñường ống
Trong thực tế sản xuất, các quá trình công nghiệp rất phong phú ña dạng, hơn
nữa các ñặc tính ñộng học của chúng thường rất phức tạp do tính phi tuyến mạnh, có
cấu trúc và tham số biến ñổi. ðể có thể thiết kế ñược bộ ñiều khiển quá trình ñảm
bảo yêu cầu về chất lượng, tính ổn ñịnh thì việc xác ñịnh ñặc tính làm việc của các
phần tử cũng như các quá trình là ñiều kiện mẫu chốt, trên cơ sở ñó ta mới có chiến
lược tổng hợp xây dựng ñược những thuật ñiều khiển hợp lý.
2.3.1. Sơ ñồ ñường ống
:
2.3.2. Mô tả toán học của hệ thống
ðộng học mạch vòng ñiều chỉnh lưu lượng gồm:
- ðộng học ñường ống dẫn: Gp
- ðộng học cơ cấu chấp hành: Gv
- ðộng học cơ cấu ño lường: G
h
h
P
1
P
2
Hình 2.6. Sơ ñồ ñường ống
25S ha bi Trung tm Hc liu – i hc Thi Nguyn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Copyright: Tài liệu đại học ©