BÀI tập lớn môn lý THUYẾT điều CHỈNH QUÁ TRÌNH NHIỆT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH BÀI TẬP LỚN MÔN LÝ THUYẾT ĐIỀU CHỈNH QUÁ TRÌNH NHIỆT Sinh viên thực hiện: Lê Quang Minh Lớp: KTN- 01 - K63 MSSV: 20

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH

BÀI TẬP LỚN MÔN LÝ THUYẾT ĐIỀU CHỈNH

QUÁ TRÌNH NHIỆT

Sinh viên thực hiện: Lê Quang Minh Lớp: KTN- 01 - K63

MSSV: 20183376 Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Thu Diệp

Hà Nội – 2021

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Bài tâp ̣ lơn môn Lý thuyết điều chỉnh quá trình nhiêṭ

Sinh viên thưc hiên:̣ Lê Quang Minh

Lơp: KTN – 01 – K63

MSSV: 20183376

Giang viên hương dân: TS Vu Thu Diêp ̣

Một bộ trao đổi nhiệt cung cấp nước nóng liên tục cho hộ tiêu thụ (hì̀nh 1) với cá́c thông số công nghệ như sau:

+ H – mức nước trong bì̀nh trao đổi nhiệt, [m];

+ – nhiệt độ nước đầu ra, [oC]; ,

+ 1 – độ mở của van V1 điề̀u chỉ̉nh nước cấp đầu và̀o;

+ q1 – lưu lượng nước cấp đầu và̀o;

+ 2 – độ mở của van V2 điề̀u chỉ̉nh lưu lượng môi chất cấp nhiệt;

+ q2 – lưu lượng môi chất cấp nhiệt và̀o bì̀nh gia nhiệt;

+ qr – lưu lượng nước ra khỏi bì̀nh gia nhiệt đế́n hộ tiêu thụ;

+ R1, R2 là̀ cá́c bộ điề̀u khiển

Cá́c thông số ở trạng thá́i cân bằng:H0 ,θθ0 ,θμ01 =50 % ,θ μ02=75 % ,θ q01 ,θq02 ,θq0r =q01

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Nhiêṃ vu:

1 Vẽ sơ đồ câu trúc điều khiên cua vòng điều chỉnh mức nước

2 Hãy đăṭký hiêụ cho các khôi và viết các tín hiêụ trong sơ đồ câu trúc điều khiên mức nước

3 Xác định bô ̣điều chỉnh bền vững tôi ưu R1 cho vòng điều chỉnh mức nước

4 Đánh giá chât lương hê ̣thông đat đươc vơi yêu câu chỉ sô giao động cho trươc là m c =0,05 ×25=1,25( vơi STT là 25 )

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Bài làm:

1 Sơ đồ câu trúc điều khiên cua vòng điều chỉnh nhiêṭđô.̣

2 Đăṭký hiêụ cho các khôi và viết các tín hiêụ trong sơ đồ câu trúc điều khiên

nhiêṭđô.̣

3 Xác định bô ̣điều chỉnh bền vững tôi ưu R1 cho vòng điều chỉnh mức nước

3.1 Xác định mô hình đôi tương điều chỉnh mức nươc ra O1(s):

Tí́n hiêụ á́p lực đầu đẩy van V1 (λ1) là anh hương nhiễu đến đôi tương điều

chỉnh O11; cá́c đối tượng nhiệt độ, lưu lượng nước đầu ra ảnh hưởng không đá́ng kể

đế́n đối tượng, để đơn giản bà̀i toá́n cá́c đối tượng nà̀y có thể bỏ qua

Từ đồ thị đăc ̣ tính quá đô ̣cua đôi tương từ q1 → H cua khâu O1(s) ta nhâṇ

thây đôi tương điều chỉnh O11 là đối tượng không có tự cân bằng Mô hình cua đôi

tương O11 co dang:

(s) =

s (Ts+1)

O

Ở đây ta cân xác định các giá trị K, T và τ:

Bước 1:Kẻ đường tiế́p tuyế́n của đường cong quá́ độ tại điểm cuối (B)-coi

đây là̀ điểm xấp xỉ̉ vô cùng. Đường tiế́p tuyế́n nà̀y cắt trục hoà̀nh tại điểm A, ứng

với thời điểm t s và̀ tung độ y s = y (t s ) =h s

Bước 2: Hệ số truyề̀n: K = tgγγ u0

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Hệ số quá́n tí́nh và̀ thời gian trễ̃: T = u e0..y K s , τs =t s

−T

Xác định các đai lương cua đôi tương thưc:

- y(∞) = 0,72

- Hằng số tí́ch phân đầu và̀o: ∆ μ1 =1(t)

- Hệ số truyề̀n: K= 0,21

- Thời gian trễ̃: τs = 0,49 phú́t

- Thời gian quá́n tí́nh: T = 0,65-0,49 = 0,16 phú́t

+1)

×e −0,49 s

s (0,16 s

Từ̀ đồ̀ thị ̣ đặc tí́nh của van V1(V1 là̀ khâu tỷ lệ đầu và̀o là̀ μ1 đầu ra q1): Kẻ đường tiế́p tuyế́n tại giá́ trị ̣ ứng với độ mở van là̀ μ1 = 50% trên đồ̀ thị ̣ đặc tí́nh của van, hệ số truyề̀n của khâu K V 1 được xá́c đị ̣nh bằng hệ số góc tiế́p tuyế́n của đường thẳng đó với trục hoà̀nh

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Ta có: K V 1= tanα =

1,77−1,52

= 0,0125

60−40

Do đó khâu O1(s) có hà̀m truyề̀n:

O1(s) = K V 1 O11(s) = 0,0125 0,21

+1)

×e −0,49 s

s (0,16 s

=

s (0,16 s +1) ×e

3.2 Xá́c đị ̣nh bô ̣điều chỉnh bền vững tôi ưu R2 cho vòng điều chỉnh nhiêṭđô:̣

Từ̀ mô hì̀nh hà̀m truyề̀n của khâu O1(s) ta có mô hì̀nh của bộ điề̀u chỉ̉nh bề̀n vữ̃ng tối ưu R1 cho vò̀ng điề̀u chỉ̉nh mức nước là̀:

R1 (s )=θ1 s O−PT1(1) (s)

1

Trong đó chỉ̉ số giao động m c=1,25

Tần số cắt: w c= π

2 −arctgγ (m c )= π

e m c w c e1,25.0,67

Hằng số quá́n tí́nh chuẩn: θ c=

w c √m2c+1 = 0,67 √1,252 +1 =2,15

Vì̀ đây là̀ hệ thường nên:θ1=θ c τs =2,15.0,49 = 1,06

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Với mô hì̀nh hà̀m truyề̀n: O1(s) = 2,625.10

−3

−0,49 s

s (0,16 s +1) ×e

Ta có: O PT (1) (s )=

1 s (0,16 s+1)

=> Bộ điề̀u chỉ̉nh bề̀n vữ̃ng: R1 (s )= 1,06. s 2,625.10−3 =¿

359.(0,16s+1)

4 Đá́nh giá́ chất lượng hệ thống đạt được Hà̀m truyề̀n của hệ thống:

W

(s)

−0,49 s

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Ta có đồ̀ thị ̣ đá́p ứng thời gian và̀ đặc tí́nh tần số - biên độ của vò̀ng điề̀u chỉ̉nh mức nước theo kênh đặt như sau

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Trên đồ̀ thị ̣ đá́p ứng thời gian của vò̀ng điề̀u chỉ̉nh mức nước với tí́n hiệu và̀o là̀ xung bậc thang, chất lượng của hệ thống được đá́nh giá́ thông qua cá́c chỉ̉ tiêu chất lượng sau:

- Thời gian điề̀u chỉ̉nh: Tqc = 3,147 (s)

- Độ quá́ điề̀u chỉ̉nh: δ = h max −h(∞)

× 100 %=1 ,θ 25−1

× 100 %=25 %

- Hệ số tắt dần: Ψ =0,111

∞

- Chỉ̉ tiêu tí́ch phân của tuyệt đối sai lệch: J1a=∫|ε (t)|dt=1,053

0

∞

- Chỉ̉ tiêu tí́ch phân của bì̀nh phương sai lệch: J2 =∫ ε2 (t ) dt=0,7

0

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

Đồ̀ thị ̣ đá́p ứng thời gian và̀ đặc tí́nh tần số - biên độ của vò̀ng điề̀u chỉ̉nh mức nước theo kênh nhiễ̃u:

Trên đồ̀ thị ̣ đá́p ứng thời gian của vò̀ng điề̀u chỉ̉nh mức nước với tí́n hiệu nhiễ̃u là̀ xung bậc thang, chất lượng của hệ thống được đá́nh giá́ thông qua cá́c chỉ̉ tiêu chất lượng sau:

- Thời gian điề̀u chỉ̉nh: Tqc = 2,497 (s)

- Hệ số tắt dần: Ψ =0,876

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

- Chỉ̉ tiêu tí́ch phân của tuyệt đối sai lệch: J1a=∫|ε (t)|dt=0,002

0

∞

- Chỉ̉ tiêu tí́ch phân của bì̀nh phương sai lệch: J2 =∫ ε2 (t ) dt=2,47 2.10−6

0

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com