Вдосконалення схеми

1.9 Вдосконалення схеми

Після дослідження існуючої установки сушіння пиломатеріалів, та визначення незручностей пов’язаних з процесом, зокрема точність вимірювання температури, визначення вологості було змінено способи та засоби збору технологічних параметрів.

На даний момент температура в камері вимірюється ртутними термометрами, які в силу своєї моральної застарілості незручні у використанні. Вологість вимірюється психометричним способом, оператор знімає значення з вологого та сухого термометрів і по психометричним таблицям визначає вологість в камері. Цей процес потребує певного періоду часу, і має досить велику похибку обумовлену багатьма чинниками, такими як похибка термометрів, похибка паралаксу. Також використання даного методу дає можливість отримання значення вологості лише в певній частині сушильної камери. Використання електронних давачів вологості дозволяє усунути ряд похибок, тим самим робить процес вимірювання вологості швидшим та значно точнішим, відпадає потреба у використанні психометричних таблиць. Також відбулися зміни у вимірюванні температури, після автоматизації значення температури знімаються цифровими давачами, значення яких обробляється мікроконтролером, що дає високу швидкість та точності обробки інформації.

Для більшої швидкості та точності регулювання температури в камері запропоновано встановити електрокалорифер роботу якого контролює КМС.

1.10 Рекомендації з проведення камерного сушіння

Технологія камерного сушіння містить у собі підготовку штабеля сирого і збереження висушеного матеріалу, проведення прогріву, кондиціонування і безпосередньо сушіння деревини.

В даний час існує достатня кількість режимів сушіння деревини різних порід. Вони відрізняються рівнем температурно-вологісних параметрів середовища і числом змін цих параметрів протягом процесу, тобто кількістю ступіней. Загальним є принцип побудови режимів, заснований на безпечному для цілісності деревини поступовому підвищенні температури і зниженні вологості агента сушіння.

Режими розроблені і можуть безпосередньо застосовуватися в “ідеальній камері”. У реальних камерах необхідна доробка, прив'язка режимів з обліком конкретних конструктивних особливостей. Так той самий режим у різних камерах може привести до прискореного сушіння, що приводить до браку, чи до уповільненого з перезволоженням матеріалу і завищеною витратою теплоносія. Тому основною задачею технолога є підбор оптимального режиму індивідуально для кожної камери.

При виборі режиму сушіння необхідно виходити з раціонального сполучення наступних факторів: необхідної

якості матеріалу, що висушується, обумовленими нормами вимог до якості сушіння; категорії режимів сушіння, що забезпечує необхідну якість сушіння при заданій тривалості процесу, і конструкції камери, здатної висушувати матеріал по визначеній категорії якості не перевищуючи режимну тривалість. Крім технологічних особливостей використання того чи іншого режиму варто враховувати й економічні аспекти - рентабельність застосування режимів різної інтенсивності [4,178].

2. Дослідження динамічних властивостей об’єкту автоматизації

2.1 Лісосушильна камера як об’єкт регулювання

Першочергова задача автоматичного регулювання процесу сушіння – стабілізація режиму сушіння. Для цього встановлюються регулятори, які повинні забезпечити підтримання заданих по режиму температури і відносної вологості на певному рівні. В більшості випадків для цієї мети використовуються стандартні регулятори. Тип регулятора, закон регулювання та параметри настройки вибирають з врахуванням статичних і динамічних властивостей сушильних камер і вимог, що висуваються до системи регулювання.

Динамічні характеристики визначають по диференціальним рівнянням об’єктів – рівняння зв’язку між його вхідними і вихідними величинами або експериментально, коли ці рівняння отримати важко. Визначати динамічні характеристики дослідним шляхом можна при автоматизації діючих установок.

При необхідності визначити динамічні параметри об’єктів регулювання в процесі їх проектування застосовуються тільки аналітичні методи. Можливість визначити динамічні характеристики установки по її технологічним і конструктивним параметрам дозволяє не тільки вирішувати задачі автоматичного регулювання, але й в деяких випадках впливати на конструкцію установки. При цьому можна використовувати отримані результати для подібних об’єктів інших типів. Сукупність аналітичних і експериментальних методів дослідження динамічних властивостей об’єкта дозволяє більш достовірно визначити його параметри [7,79].

Розглянемо лісосушильну камеру як об’єкт регулювання температури агенту сушіння.

Кількість тепла, яке передається від калорифера в камеру за час dt визначається рівнянням теплового балансу

q=k_KF_K ( q_П - q_С ) dt, (13)

де k_K – коефіцієнт теплопередачі калориферу, ккал/м²град;

F_K – поверхня калорифера, м²;

 q_П і q_С — температура пари в калорифері й агента сушіння в камері, °С.

Розглядаючи динаміку об'єкта по каналі «температура пари— температура агента сушіння в камері», припускають, що температура агента сушіння по обсязі однаковий і відхилення температури парі невеликі: q_П= qп.о. ± Δ_П.

Тепло, передане в камеру від калорифера за нескінченно малий проміжок часу dt, витрачається на:

нагрівання калорифера c_Mm_К dq_К;

металу в камері c_Mm_M dq_С;

покриття втрат k_ОГF_ОГ (q_K – q_НАР) dt_К;

теплообмін з деревиною αF_Д = (q_К – q_Д) dt.

Рівняння теплового балансу запишеться:

k_К(q_п.о±Δq_П–q_С)dt = c_Mm_Кdq_К+c_Mm_М dq_С+ k_ОГF_ОГ (q_С – q_НАР)dt+ αF_Д (q_С –qд)dt (14)

Перепишемо рівняння (14) у вигляді:

k_К(q_п.о ± Δq_П – q_С) dt = c_Mm_К (dq_К) / dt+c_Mm_М (dq_С) / dt + k_ОГF_ОГ (q_С –q_НАР)+ αF_Д (q_С –qд), (15)

де с_М – теплоємність металу; т_к – маса металу в камері, кг; F_ОГ – поверхня огороджень, м²; q_НАР — температура зовнішнього середовища, °С; k_ОГ –середній коефіцієнт теплопередачі огороджень; α – коефіцієнт теплообміну деревини в процесі сушіння; F_Д – поверхня деревини, м²; q_д — температура деревини.

В встановленому режимі, коли dq_К/dt=0, рівняння (15) буде:

k_KF_K ( q_П.О– q_СО )= k_ОГF_ОГ (q_СО– q_НАР) + αF_Д (q_СО– qд) dt (16)

При невеликих змінах температури агента сушіння в камері q_Д=const.

Із рівняння (15) і (16) отримаємо:

Δq_С=q_П(17)

Позначимо = , тоді

 при Δq_к= Δq_П та  

Рівняння (17) набуде вигляду :

=k₀ Δq_П;

 , (18)

де Т — постійна часу.

З рівняння (18) очевидно, що по каналі «температура пара — температура сушильного агента» у камері об'єкт є інерційною ланкою.

Розглянута математична модель не враховує час запізнювання в реальних умовах. Тому модель можна записати в загальному виді:

q_С(t)=k₀ Δq_П(t-t); (19)

Таким чином, камера періодичної дії може бути представлена послідовним включенням аперіодичної ланки і ланки чистого запізнювання.

При виводі рівнянь прийняти, що при малих змінах температури агента сушіння в камері, за короткі проміжки часу, температура деревини залишається постійної. У цьому випадку теплоємкість не робить впливу на інерційність камери [7,90].

Похожие работы

Виробництво виробів і конструкцій із деревини і пластмас

Скачать

57773

0

0

... окремих деталей і вузлів на підприємствах, розташованих в районах видобування деревини, дозволяє більш ефективно використовувати відходи деревообробки для виробництва деревностружкових і деревноволокнистих плит. 2. Виробництво конструкцій із деревини В малоповерховому, сільському (склади мінеральних добрив тощо), цивільному (спортивні і концертні зали) будівництві знайшли застосування дерев ...

Виробництво конструкцій і виробів для малоповерхневого будівництва з вторинних сировинних ресурсів

Скачать

28747

0

0

... і тирси розміром 1.5. 5 мм. 2. Виробництво виробів і конструкцій на неорганічних речовинах При виробництві блоків стін підвалів з бетонів класом по міцності при стиску В7,5 і В10 на підприємствах бетонних і залізобетонних конструкцій застосовують вторинні сировинні ресурси, які отримують внаслідок переробки некондиційних залізобетонних конструкцій і демонтованих з будинків і споруд з значним ...

Екологічна оцінка стану довкілля Коростишивського району та розробка заходів з його поліпшення

Скачать

229249

11

17

... речовини, викиди поживних елементів, подібних до стоку добрив; осідання кислотних опадів, хвороботворні організми. Все це призводить до погіршення якості води і деградації водних ресурсів. Комплексна екологічна оцінка стану річок басейнів Дніпра за методикою, яка розроблена Українським НДІ водогосподарсько-екологічних проблем, показала, що немає жодного басейну, стан котрого можна було б класифі ...