Расчет параметров импульсной последовательности
Задачами параметрического синтеза частотно-импульсного дозатора, в частности, пневматического объемного дозатора типа ДФС являются:
1) расчет импульса расхода при выдаче дозы, т. е. объема и массы дозы;
2) расчет мгновенного расхода при выдаче дозы;
3) расчет длительности выдачи дозы;
4) расчет максимального значения частоты выдачи доз;
5) расчет скважности импульсов (при максимальном расходе);
6) расчет минимально допустимой величины паузы между выдачами доз (времени релаксации);
7) расчет максимально допустимой величины следования доз (при минимальном расходе)
Исходными параметрами для синтеза обычно служат:
- величина максимально потребного среднего во времени объемного расхода твердой фазы;
- скорость витания частицы;
- максимально допустимая амплитуда отклика регулируемого параметра на ввод единичной дозы в технологический аппарат;
- передаточная функция (переходная характеристика) объекта по каналу «расход - регулируемый параметр».
При импульсной подаче максимальная нагрузка (максимальное количество частиц, проходящих одномоментно через сечение транспортного ствола) достигается при объемном расходе . Амплитуду импульсов для объемного расхода можно определить по параметрам объектов управления:
(13) |
Если импульс расхода считать прямоугольным, объем единичной дозы и, в то же время, (рисунок 3). Тогда, приравняв оба выражения, получим
(14) |
Параметр называется скважностью импульсов и характеризует «заполненность» периода. Величину из (13) подставим в (14). Учитывая, что величина параметра является предельно допустимой, введем коэффициент запаса 0,95далее в качестве допустимого значения амплитуды колебания параметра Х будем рассматривать величину Получим
. | (15) |
Величину скважности рекомендуется округлять до ближайшего большего первого знака после запятой. Таким образом, по (15) определяется величина скважности импульсов, при которой подача дозы в технологический объект не вызовет реакцию параметра объекта Х больше допустимой .
Мгновенный объемный расход, удовлетворяющий этому условию
. | (16) |
Зная амплитуду мгновенного расхода, и учитывая ограничения по истинной концентрации твердой фазы можно определить сечение транспортного ствола
(17) |
Проверку результата проводят, ориентируясь на максимально допустимую поперечную нагрузку [8]. Площадь сечения транспортного ствола должна быть не меньше, чем
, м2, | (18) |
Если неравенство (18) не выполняется, следует скорректировать величину проходного сечения транспортного ствола в сторону увеличения.
Минимально допустимый диаметр транспортного ствола
(19) |
Необходимый для транспортирования расход воздуха
, м3/с. | (20) |
Формула (21) не учитывает пренебрежимо малый объем (менее 4%), занимаемый в в двухфазном потоке твердой фазой.
Длительность выдачи дозы можно определить как время, необходимое для достижения параметром объекта оговоренного выше значения 0,95 . Это время определяется из переходной характеристики объекта подачи по его параметрам: коэффициенту передачи и постоянной времени . Для инерционного объекта первого порядка
(21) |
Длительность минимального периода импульсов.
(22) |
Максимальная частота импульсов
(23) |
Масса единичной дозы
(24) |
Объем дозы
(25) |
Для объекта, динамика которого аппроксимирована интегрирующим звеном, получив из (13) значение мгновенного расхода, можно определить конкретную длительность выдачи дозы по переходной характеристике интегрирующего звена:
(26) |
Объем единичной дозы
. | (27) |
Скважность импульсов
(28) |
Минимальная величина периода импульсов
(29) |
Максимальная частота выдачи доз и масса дозы определяются по (23) и (24).
Время релаксации (пауза между импульсами) при максимальном расходе:
= | (30) |
Задача следующего этапа расчета состоит в том, чтобы определить, достаточно ли этой минимальной величины паузы между импульсами для заполнения мерной емкости, срабатывания датчиков, переключения клапанов и других промежуточных операций.