Μαθηματικό μοντέλο εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής. Μαθηματικό μοντέλο θερμικού καθεστώτος χώρων με θέρμανση ακτινοβολίας. Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες τροφοδοσίας και εξαγωγής

Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Mikhail Samoletov

V σύγχρονος κόσμοςδεν είναι πλέον δυνατό να γίνει χωρίς μαθηματική μοντελοποίησηροή αέρα στο σχεδιασμό συστημάτων εξαερισμού.

Στον σύγχρονο κόσμο, δεν είναι πλέον δυνατό να γίνει χωρίς μαθηματική μοντελοποίηση της ροής του αέρα κατά το σχεδιασμό συστημάτων εξαερισμού. Οι συμβατικές πρακτικές μηχανικής είναι κατάλληλες για τυπικά δωμάτια και τυπικές λύσεις διανομής αέρα. Όταν ένας σχεδιαστής συναντά μη τυποποιημένα αντικείμενα, οι μέθοδοι μαθηματικής μοντελοποίησης θα πρέπει να τον βοηθήσουν. Το άρθρο είναι αφιερωμένο στη μελέτη της διανομής αέρα κατά την ψυχρή περίοδο του έτους σε ένα εργαστήριο παραγωγής σωλήνων. Αυτό το εργαστήριο είναι μέρος του συγκροτήματος του εργοστασίου, που βρίσκεται σε ένα έντονα ηπειρωτικό κλίμα.

Τον 19ο αιώνα, ελήφθησαν διαφορικές εξισώσεις για να περιγράψουν τη ροή υγρών και αερίων. Διατυπώθηκαν από τον Γάλλο φυσικό Louis Navier και τον Βρετανό μαθηματικό George Stokes. Οι εξισώσεις Navier-Stokes είναι από τις πιο σημαντικές στην υδροδυναμική και χρησιμοποιούνται στη μαθηματική μοντελοποίηση πολλών φυσικών φαινομένων και τεχνικών προβλημάτων.

Ανά τα τελευταία χρόνιαέχει συσσωρευτεί μια μεγάλη ποικιλία γεωμετρικά και θερμοδυναμικά πολύπλοκων αντικειμένων στην κατασκευή. Η χρήση μεθόδων υπολογιστικής ρευστοδυναμικής αυξάνει σημαντικά τις δυνατότητες σχεδιασμού συστημάτων εξαερισμού, καθιστώντας δυνατή την πρόβλεψη με υψηλή ακρίβεια των κατανομών της ταχύτητας, της πίεσης, της θερμοκρασίας και της συγκέντρωσης των εξαρτημάτων σε οποιοδήποτε σημείο ενός κτιρίου ή σε οποιοδήποτε από τα κτίριο.

Η εντατική χρήση μεθόδων υπολογιστικής δυναμικής ρευστών ξεκίνησε το 2000, όταν εμφανίστηκαν γενικά κελύφη λογισμικού (πακέτα CFD) που επέτρεψαν την εύρεση αριθμητικών λύσεων στο σύστημα εξισώσεων Navier-Stokes για ένα αντικείμενο ενδιαφέροντος. Από τότε περίπου το Γραφείο ΤΕΧΝΙΚΗΣ ασχολείται με τη μαθηματική μοντελοποίηση σε σχέση με τα προβλήματα εξαερισμού και κλιματισμού.

Περιγραφή των εργασιών

Στην παρούσα μελέτη, πραγματοποιήθηκαν αριθμητικές προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας το STAR-CCM+, ένα πακέτο CFD που αναπτύχθηκε από την CD-Adapco. εκτέλεση αυτό το πακέτοόταν η επίλυση προβλημάτων εξαερισμού ήταν
έχει δοκιμαστεί επανειλημμένα σε αντικείμενα ποικίλης πολυπλοκότητας, από χώρους γραφείων έως αίθουσες θεάτρων και στάδια.

Το πρόβλημα παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον τόσο από την άποψη του σχεδιασμού όσο και της μαθηματικής μοντελοποίησης.

Εξωτερική θερμοκρασία -31 °C. Αντικείμενα με σημαντική εισροή θερμότητας βρίσκονται στο δωμάτιο: κλίβανος σκλήρυνσης, κλίβανος σκλήρυνσης κ.λπ. Έτσι, υπάρχουν μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ των εξωτερικών δομών που περικλείουν και των εσωτερικών αντικειμένων που παράγουν θερμότητα. Επομένως, η συμβολή της μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας δεν μπορεί να παραμεληθεί στην προσομοίωση. Μια επιπλέον δυσκολία στη μαθηματική διατύπωση του προβλήματος έγκειται στο γεγονός ότι ένα βαρύ τρένο με θερμοκρασία -31 °C εισάγεται στο δωμάτιο πολλές φορές ανά βάρδια. Σταδιακά θερμαίνεται, δροσίζοντας τον αέρα γύρω του.

Προκειμένου να διατηρηθεί η απαιτούμενη θερμοκρασία αέρα στον όγκο του συνεργείου (την ψυχρή περίοδο, όχι χαμηλότερη από 15 °C), το έργο προβλέπει συστήματα εξαερισμού και κλιματισμού. Στο στάδιο του σχεδιασμού, υπολογίστηκαν ο ρυθμός ροής και η θερμοκρασία του αέρα παροχής που είναι απαραίτητα για τη διατήρηση των απαιτούμενων παραμέτρων. Το ερώτημα παρέμενε - πώς να παρέχεται αέρας στον όγκο του συνεργείου για να εξασφαλιστεί η πιο ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας σε όλο τον όγκο. Η προσομοίωση κατέστησε δυνατή την προβολή του σχεδίου ροής αέρα για πολλές επιλογές παροχής αέρα σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα (δύο έως τρεις εβδομάδες) και στη συνέχεια τη σύγκριση τους.

ΣΤΑΔΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗΣ ΜΟΝΤΕΛΗΣΗΣ

• Κατασκευή συμπαγούς γεωμετρίας.
• Διαμερισμός του χώρου εργασίας σε κελιά του υπολογιστικού πλέγματος.Είναι απαραίτητο να προβλεφθούν περιοχές στις οποίες απαιτείται πρόσθετη βελτίωση των κυττάρων. Κατά την κατασκευή ενός πλέγματος, είναι πολύ σημαντικό να βρείτε αυτόν τον χρυσό μέσο όρο, στον οποίο το μέγεθος κελιού είναι αρκετά μικρό για να ληφθούν τα σωστά αποτελέσματα, ενώ ο συνολικός αριθμός κελιών δεν είναι τόσο μεγάλος ώστε να σύρει τον χρόνο υπολογισμού σε απαράδεκτους χρόνους. Επομένως, η κατασκευή ενός πλέγματος είναι μια ολόκληρη τέχνη που συνοδεύεται από εμπειρία.
• Ρύθμιση των ορίων και των αρχικών συνθηκών σύμφωνα με τη δήλωση προβλήματος.Απαιτείται κατανόηση των ιδιαιτεροτήτων των εργασιών αερισμού. παίζει σημαντικό ρόλο στον υπολογισμό σωστή επιλογήμοντέλα αναταράξεων.
• Επιλογή κατάλληλων μοντέλων φυσικών και αναταράξεων.

Αποτελέσματα προσομοίωσης

Για να λυθεί το πρόβλημα που εξετάζεται σε αυτό το άρθρο, πέρασαν όλα τα στάδια της μαθηματικής μοντελοποίησης.

Για να συγκριθεί η απόδοση αερισμού, επιλέχθηκαν τρεις επιλογές παροχής αέρα: σε γωνίες ως προς την κατακόρυφο των 45°, 60° και 90°. Ο αέρας τροφοδοτήθηκε από τυπικές γρίλιες διανομής αέρα.

Πεδία θερμοκρασίας και ταχύτητας που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα υπολογισμού σε διαφορετικές γωνίες τροφοδοσίας παροχή αέρα, παρουσιάζονται στο σχ. ένας.

Μετά την ανάλυση των αποτελεσμάτων, επιλέχθηκε η γωνία παροχής αέρα 90° ως η πιο επιτυχημένη από τις εξεταζόμενες επιλογές για τον αερισμό του συνεργείου. Με αυτή τη μέθοδο τροφοδοσίας, δεν δημιουργούνται αυξημένες ταχύτητες περιοχή εργασίαςκαι είναι δυνατό να επιτευχθεί μια αρκετά ομοιόμορφη εικόνα θερμοκρασίας και ταχύτητας σε όλο το συνεργείο.

Τελική απόφαση

Τα πεδία θερμοκρασίας και ταχύτητας σε τρεις διατομές που διέρχονται από τις σχάρες τροφοδοσίας φαίνονται στα Σχ. 2 και 3. Η κατανομή της θερμοκρασίας σε όλο το δωμάτιο είναι ομοιόμορφη. Μόνο στον τομέα της συγκέντρωσης των κλιβάνων είναι περισσότερα υψηλές αξίεςθερμοκρασία οροφής. Υπάρχει μια πιο κρύα περιοχή στη δεξιά γωνία του δωματίου μακριά από τις σόμπες. Αυτό είναι το μέρος όπου μπαίνουν κρύα βαγόνια από το δρόμο.

Από το σχ. Το σχήμα 3 δείχνει καθαρά πώς διαδίδονται οριζόντιοι πίδακες παρεχόμενου αέρα. Με αυτή τη μέθοδο τροφοδοσίας, ο πίδακας τροφοδοσίας έχει αρκετά μεγάλη εμβέλεια. Έτσι, σε απόσταση 30 m από το πλέγμα, η ταχύτητα ροής είναι 0,5 m/s (στην έξοδο από το πλέγμα, η ταχύτητα είναι 5,5 m/s). Στο υπόλοιπο δωμάτιο, η κινητικότητα του αέρα είναι χαμηλή, στα 0,3 m/s.

Ο θερμαινόμενος αέρας από τον κλίβανο σκλήρυνσης εκτρέπει τον πίδακα αέρα τροφοδοσίας προς τα πάνω (Εικ. 4 και 5). Η σόμπα θερμαίνει πολύ έντονα τον αέρα γύρω της. Η θερμοκρασία κοντά στο πάτωμα είναι υψηλότερη εδώ από ό,τι στο μεσαίο τμήμα του δωματίου.

Το πεδίο θερμοκρασίας και οι γραμμές εξορθολογισμού σε δύο τμήματα του hot shop φαίνονται στην εικ. 6.

συμπεράσματα

Οι υπολογισμοί που πραγματοποιήθηκαν κατέστησαν δυνατή την ανάλυση της αποτελεσματικότητας διάφορους τρόπουςπαροχή αέρα στο εργαστήριο παραγωγής σωλήνων. Διαπιστώθηκε ότι όταν παρέχεται ένας οριζόντιος πίδακας, ο αέρας τροφοδοσίας εξαπλώνεται περαιτέρω στο δωμάτιο, συμβάλλοντας στην πιο ομοιόμορφη θέρμανση του. Αυτό δεν δημιουργεί περιοχές με υπερβολική κινητικότητα αέρα στην περιοχή εργασίας, όπως συμβαίνει όταν ο αέρας τροφοδοσίας παρέχεται υπό γωνία προς τα κάτω.

Η χρήση μαθηματικών μεθόδων μοντελοποίησης στα προβλήματα εξαερισμού και κλιματισμού είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση, που επιτρέπει στο στάδιο του έργου να διορθωθεί η λύση, να αποτραπεί η ανάγκη διόρθωσης ανεπιτυχών σχεδιαστικές αποφάσειςμετά τη θέση σε λειτουργία. ●

Ντάρια Ντενισίκινα - Προϊστάμενος του Τμήματος "Μαθηματική Μοντελοποίηση"?
Μαρία Λουκανίνα - Επικεφαλής Μηχανικός του Τμήματος Μαθηματικής Μοντελοποίησης.
Μιχαήλ Σαμολέτοφ - Εκτελεστικός Διευθυντής της MM-Technologies LLC

1

Η εργασία εξετάζει τις διαδικασίες μοντελοποίησης του αερισμού και της διασποράς των εκπομπών του στην ατμόσφαιρα. Η προσομοίωση βασίζεται στη λύση του συστήματος εξισώσεων Navier-Stokes, στους νόμους διατήρησης της μάζας, της ορμής και της θερμότητας. Εξετάζονται διάφορες πτυχές της αριθμητικής επίλυσης αυτών των εξισώσεων. Προτείνεται ένα σύστημα εξισώσεων που καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της τιμής του συντελεστή αναταράξεων υποβάθρου. Για την υποηχητική προσέγγιση, προτείνεται μια λύση, μαζί με τις εξισώσεις υδροδυναμικής που δίνονται στο άρθρο, για την εξίσωση στάσεως ενός ιδανικού πραγματικού αερίου και ατμού. Αυτή η εξίσωση είναι μια τροποποίηση της εξίσωσης van der Waals και λαμβάνει με μεγαλύτερη ακρίβεια υπόψη το μέγεθος των μορίων αερίου ή ατμού και την αλληλεπίδρασή τους. Με βάση την συνθήκη της θερμοδυναμικής σταθερότητας, λαμβάνεται μια σχέση που καθιστά δυνατό τον αποκλεισμό φυσικώς ανέφικτων ριζών κατά την επίλυση της εξίσωσης για τον όγκο. Πραγματοποιείται η ανάλυση γνωστών υπολογιστικών μοντέλων και υπολογιστικών πακέτων δυναμικής ρευστών.

πρίπλασμα

εξαερισμός

ταραχή

εξισώσεις μεταφοράς θερμότητας και μάζας

εξίσωση κατάστασης

πραγματικό αέριο

διάλυση

1. Berlyand M. E. Σύγχρονα θέματαατμοσφαιρική διάχυση και ατμοσφαιρική ρύπανση. - L.: Gidrometeoizdat, 1975. - 448 σελ.

2. Belyaev N. N. Μοντελοποίηση της διαδικασίας διασποράς τοξικού αερίου στις συνθήκες ανάπτυξης // Δελτίο DIIT. - 2009. - Νο. 26 - Σ. 83-85.

3. Byzova N. L. Πειραματικές μελέτες ατμοσφαιρικής διάχυσης και υπολογισμοί σκέδασης προσμίξεων / N. L. Byzova, E. K. Garger, V. N. Ivanov. - L.: Gidrometeoizdat, 1985. - 351 p.

4. Datsyuk T. A. Μοντελοποίηση της διασποράς των εκπομπών αερισμού. - Αγία Πετρούπολη: SPbGASU, 2000. - 210 σελ.

5. Sauts A. V. Εφαρμογή αλγορίθμων γνωστικών γραφικών και μεθόδων μαθηματικής ανάλυσης για τη μελέτη των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων του ισοβουτανίου R660A στη γραμμή κορεσμού: Αρ. επιχορήγησης 2С/10: έκθεση έρευνας (τελικό) / GOUVPO SPbGASU; χέρια Gorokhov V.L. 30.- Αρ. GR 01201067977.- Αρ. 02201158567.

Εισαγωγή

Κατά το σχεδιασμό βιομηχανικών συγκροτημάτων και μοναδικών εγκαταστάσεων, τα ζητήματα που σχετίζονται με τη διασφάλιση της ποιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος και τις κανονικοποιημένες παραμέτρους μικροκλίματος θα πρέπει να τεκμηριώνονται πλήρως. Δεδομένου του υψηλού κόστους κατασκευής, εγκατάστασης και λειτουργίας συστημάτων εξαερισμού και κλιματισμού, τίθενται αυξημένες απαιτήσεις στην ποιότητα των μηχανικών υπολογισμών. Για να επιλέξετε ορθολογικές λύσεις σχεδιασμού στον τομέα του αερισμού, είναι απαραίτητο να μπορείτε να αναλύσετε την κατάσταση στο σύνολό της, δηλ. αποκαλύπτουν τη χωρική σχέση των δυναμικών διεργασιών που συμβαίνουν σε εσωτερικούς χώρους και στην ατμόσφαιρα. Αξιολογήστε την αποτελεσματικότητα του εξαερισμού, η οποία εξαρτάται όχι μόνο από την ποσότητα αέρα που παρέχεται στο δωμάτιο, αλλά και από το υιοθετημένο σχέδιο διανομής αέρα και τη συγκέντρωση βλαβερές ουσίεςστον εξωτερικό αέρα στις θέσεις των εισαγωγών αέρα.

Σκοπός του άρθρου- τη χρήση αναλυτικών εξαρτήσεων, με τη βοήθεια των οποίων πραγματοποιούνται υπολογισμοί της ποσότητας των επιβλαβών εκπομπών, για τον προσδιορισμό των διαστάσεων των καναλιών, των αεραγωγών, των αξόνων και της επιλογής της μεθόδου επεξεργασίας αέρα κ.λπ. Σε αυτήν την περίπτωση, συνιστάται η χρήση του προϊόντος λογισμικού Potok με τη μονάδα VSV. Για την προετοιμασία των αρχικών δεδομένων, είναι απαραίτητο να υπάρχουν διαγράμματα των σχεδιασμένων συστημάτων εξαερισμού που υποδεικνύουν τα μήκη των τμημάτων και τους ρυθμούς ροής αέρα στα τελικά τμήματα. Τα δεδομένα εισόδου για τον υπολογισμό είναι η περιγραφή των συστημάτων εξαερισμού και οι απαιτήσεις για αυτό. Χρησιμοποιώντας τη μαθηματική μοντελοποίηση, λύνονται οι ακόλουθες ερωτήσεις:

• επιλογή βέλτιστων επιλογών για την παροχή και την απομάκρυνση του αέρα.
• κατανομή των παραμέτρων μικροκλίματος ανά όγκο των χώρων.
• αξιολόγηση του αεροδυναμικού καθεστώτος ανάπτυξης·
• επιλογή θέσεων για εισαγωγή και αφαίρεση αέρα.

Τα πεδία της ταχύτητας, της πίεσης, της θερμοκρασίας, των συγκεντρώσεων στο δωμάτιο και την ατμόσφαιρα σχηματίζονται υπό την επίδραση πολλών παραγόντων, το σύνολο των οποίων είναι μάλλον δύσκολο να ληφθεί υπόψη στις μεθόδους υπολογισμού μηχανικής χωρίς τη χρήση υπολογιστή.

Η εφαρμογή της μαθηματικής μοντελοποίησης σε προβλήματα αερισμού και αεροδυναμικής βασίζεται στη λύση του συστήματος των εξισώσεων Navier-Stokes.

Για την προσομοίωση τυρβωδών ροών, είναι απαραίτητο να λυθεί το σύστημα των εξισώσεων διατήρησης της μάζας και του Reynolds (διατήρηση ορμής):

(2)

που t- χρόνος, Χ= X i , ι , κ- χωρικές συντεταγμένες, u=u i , ι , κ είναι τα συστατικά του διανύσματος ταχύτητας, R- πιεζομετρική πίεση, ρ - πυκνότητα, τ ijείναι τα συστατικά του τανυστή τάσης, s m- μαζική πηγή, s iείναι τα συστατικά της πηγής παλμών.

Ο τανυστής τάσης εκφράζεται ως:

(3)

που sij- τανυστής ρυθμού παραμόρφωσης. δ ij- τανυστής πρόσθετων τάσεων που προκύπτουν λόγω της παρουσίας αναταράξεων.

Για πληροφορίες σχετικά με τα πεδία θερμοκρασίας Τκαι συγκέντρωση Μεεπιβλαβών ουσιών, το σύστημα συμπληρώνεται από τις ακόλουθες εξισώσεις:

εξίσωση διατήρησης της θερμότητας

εξίσωση διατήρησης παθητικής ακαθαρσίας Με

(5)

που ντοR- συντελεστής θερμοχωρητικότητας, λ - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, κ= k i , ι , κ- συντελεστής αναταράξεων.

Βασικός συντελεστής αναταράξεων κΟι βάσεις προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας το σύστημα εξισώσεων:

(6)

που κφά - συντελεστής αναταράξεων υποβάθρου, κ f \u003d 1-15 m 2 / s; ε = 0,1-04;

Οι συντελεστές αναταράξεων προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις:

(7)

Σε ανοιχτό χώρο με χαμηλή διάχυση, η τιμή κΤο z καθορίζεται από την εξίσωση:

κκ = κ 0 z /z 0 ; (8)

που κ 0 - τιμή κκστα ψηλά z 0 (κ 0 \u003d 0,1 m 2 / s σε z 0 = 2 m).

Στην ανοιχτή περιοχή, το προφίλ ταχύτητας ανέμου δεν παραμορφώνεται.

Με άγνωστη ατμοσφαιρική διαστρωμάτωση σε ανοιχτή περιοχή, μπορεί να προσδιοριστεί το προφίλ ταχύτητας ανέμου:

; (9)

όπου z 0 - δεδομένο ύψος (ύψος του ανεμοδείκτη). u 0 - ταχύτητα ανέμου σε ύψος z 0 ; σι = 0,15.

Υπό την προϋπόθεση (10), το τοπικό κριτήριο Richardson Riοριζεται ως:

(11)

Διαφοροποιούμε την εξίσωση (9), εξισώνουμε τις εξισώσεις (7) και (8), από εκεί εκφράζουμε κβάσεις

(12)

Ας εξισώσουμε την εξίσωση (12) με τις εξισώσεις του συστήματος (6). Αντικαθιστούμε τις (11) και (9) στην προκύπτουσα ισότητα, στην τελική μορφή παίρνουμε το σύστημα εξισώσεων:

(13)

Ο παλλόμενος όρος, ακολουθώντας τις ιδέες του Boussinesq, αναπαρίσταται ως:

(14)

όπου μ t- Το τυρβώδες ιξώδες και οι πρόσθετοι όροι στις εξισώσεις μεταφοράς ενέργειας και τα στοιχεία ακαθαρσίας μοντελοποιούνται ως εξής:

(15)

(16)

Το σύστημα των εξισώσεων κλείνει χρησιμοποιώντας ένα από τα μοντέλα αναταράξεων που περιγράφονται παρακάτω.

Για τυρβώδεις ροές που μελετώνται στην πρακτική αερισμού, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθεί είτε η υπόθεση Boussinesq σχετικά με τη μικρότητα των αλλαγών πυκνότητας είτε η λεγόμενη «υποσονική» προσέγγιση. Οι τάσεις Reynolds υποτίθεται ότι είναι ανάλογες με τους μέσους χρόνους ρυθμούς παραμόρφωσης. Εισάγεται ο συντελεστής τυρβώδους ιξώδους, η έννοια αυτή εκφράζεται ως:

. (17)

Ο πραγματικός συντελεστής ιξώδους υπολογίζεται ως το άθροισμα των μοριακών και τυρβωδών συντελεστών:

(18)

Η «υποσονική» προσέγγιση περιλαμβάνει την επίλυση, μαζί με τις παραπάνω εξισώσεις, της εξίσωσης του ιδανικού αερίου:

ρ = Π/(RT) (19)

που Π - πίεση μέσα περιβάλλον; Rείναι η σταθερά του αερίου.

Για πιο ακριβείς υπολογισμούς, η πυκνότητα της ακαθαρσίας μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας την τροποποιημένη εξίσωση van der Waals για πραγματικά αέρια και ατμούς

(20)

που είναι οι σταθερές Νκαι Μ- να λάβει υπόψη τη σύνδεση/διάσπαση μορίων αερίου ή ατμού. ένα- λαμβάνει υπόψη άλλες αλληλεπιδράσεις. σι" - λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος των μορίων αερίου. υ=1/ρ.

Διαχωρίζοντας από την εξίσωση (12) την πίεση Rκαι διαφοροποιώντας το κατ' όγκο (λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοδυναμική σταθερότητα), παίρνουμε την ακόλουθη σχέση:

. (21)

Αυτή η προσέγγιση καθιστά δυνατή τη σημαντική μείωση του χρόνου υπολογισμού σε σύγκριση με την περίπτωση χρήσης των πλήρων εξισώσεων για ένα συμπιέσιμο αέριο χωρίς να μειώνεται η ακρίβεια των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται. Δεν υπάρχει αναλυτική λύση στις παραπάνω εξισώσεις. Από αυτή την άποψη, χρησιμοποιούνται αριθμητικές μέθοδοι.

Για την επίλυση προβλημάτων αερισμού που σχετίζονται με τη μεταφορά βαθμωτών ουσιών από μια τυρβώδη ροή, κατά την επίλυση διαφορικές εξισώσειςχρησιμοποιήστε το σχήμα του διαχωρισμού με φυσικές διεργασίες. Σύμφωνα με τις αρχές της διαίρεσης, της ολοκλήρωσης πεπερασμένων διαφορών των εξισώσεων της υδροδυναμικής και της μεταφοράς συναγωγής-διάχυσης μιας βαθμωτής ουσίας σε κάθε χρονικό βήμα Δ tπραγματοποιείται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο υπολογίζονται οι υδροδυναμικές παράμετροι. Στο δεύτερο στάδιο, οι εξισώσεις διάχυσης λύνονται με βάση τα υπολογιζόμενα υδροδυναμικά πεδία.

Η επίδραση της μεταφοράς θερμότητας στον σχηματισμό του πεδίου ταχύτητας αέρα λαμβάνεται υπόψη χρησιμοποιώντας την προσέγγιση Boussinesq: ένας επιπλέον όρος εισάγεται στην εξίσωση κίνησης για τη συνιστώσα κατακόρυφης ταχύτητας, η οποία λαμβάνει υπόψη τις δυνάμεις άνωσης.

Τέσσερις προσεγγίσεις είναι γνωστές για την επίλυση προβλημάτων τυρβώδους κίνησης ρευστού:

• άμεση μοντελοποίηση "DNS" (λύση μη στάσιμων εξισώσεων Navier-Stokes).
• λύση των μέσων εξισώσεων Reynolds "RANS", το σύστημα του οποίου, ωστόσο, δεν είναι κλειστό και χρειάζεται πρόσθετες σχέσεις κλεισίματος.
• μεγάλη δίνη μέθοδος «LES » , το οποίο βασίζεται στη λύση των μη στάσιμων εξισώσεων Navier-Stokes με παραμετροποίηση δινών κλίμακας υποδικτύου.
• Μέθοδος DES , που είναι ένας συνδυασμός δύο μεθόδων: στη ζώνη διαχωρισμένων ροών - "LES", και στην περιοχή "ομαλής" ροής - "RANS".

Το πιο ελκυστικό από την άποψη της ακρίβειας των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται, αναμφίβολα, είναι η μέθοδος της άμεσης αριθμητικής προσομοίωσης. Ωστόσο, προς το παρόν, οι δυνατότητες της τεχνολογίας υπολογιστών δεν επιτρέπουν ακόμη την επίλυση προβλημάτων με πραγματική γεωμετρία και αριθμούς. Σχετικά με, και με ανάλυση δίνων όλων των μεγεθών. Επομένως, κατά την επίλυση ενός ευρέος φάσματος προβλημάτων μηχανικής, χρησιμοποιούνται αριθμητικές λύσεις των εξισώσεων Reynolds.

Επί του παρόντος, πιστοποιημένα πακέτα όπως STAR-CD, FLUENT ή ANSYS/FLOTRAN χρησιμοποιούνται με επιτυχία για την προσομοίωση προβλημάτων αερισμού. Με ένα σωστά διατυπωμένο πρόβλημα και έναν αλγόριθμο ορθολογικής λύσης, η ποσότητα των πληροφοριών που λαμβάνεται σάς επιτρέπει να επιλέξετε την καλύτερη επιλογή στο στάδιο του σχεδιασμού, αλλά η εκτέλεση υπολογισμών με χρήση αυτών των προγραμμάτων απαιτεί κατάλληλη εκπαίδευση και η εσφαλμένη χρήση τους μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένα αποτελέσματα.

Ως «βασική επιλογή», ​​μπορούμε να εξετάσουμε τα αποτελέσματα των γενικά αναγνωρισμένων μεθόδων υπολογισμού υπολοίπου, οι οποίες μας επιτρέπουν να συγκρίνουμε τις ακέραιες τιμές που χαρακτηρίζουν το υπό εξέταση πρόβλημα.

Ενας από σημαντικά σημείαόταν χρησιμοποιείτε καθολικά συστήματα λογισμικού για την επίλυση προβλημάτων αερισμού είναι η επιλογή ενός μοντέλου αναταράξεων. Μέχρι στιγμής είναι γνωστό ένας μεγάλος αριθμός απόδιάφορα μοντέλα αναταράξεων που χρησιμοποιούνται για το κλείσιμο των εξισώσεων Reynolds. Τα μοντέλα στροβιλισμού ταξινομούνται σύμφωνα με τον αριθμό των παραμέτρων για τα χαρακτηριστικά στροβιλισμού, αντίστοιχα μιας παραμέτρου, δύο και τριών παραμέτρων.

Τα περισσότερα ημι-εμπειρικά μοντέλα τύρβης, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, χρησιμοποιούν την «υπόθεση της εντοπιότητας του μηχανισμού τυρβώδης μεταφοράς», σύμφωνα με την οποία ο μηχανισμός μεταφοράς τυρβώδους ορμής καθορίζεται πλήρως με τον καθορισμό τοπικών παραγώγων των μέσων ταχυτήτων και φυσικών ιδιοτήτων του υγρού. Η επιρροή των διεργασιών που συμβαίνουν μακριά από το εξεταζόμενο σημείο δεν λαμβάνεται υπόψη από αυτήν την υπόθεση.

Τα πιο απλά είναι μοντέλα μιας παραμέτρου που χρησιμοποιούν την έννοια του τυρβώδους ιξώδους "n t”, και οι αναταράξεις υποτίθεται ότι είναι ισότροπες. Μια τροποποιημένη έκδοση του "n t-92" συνιστάται για μοντελοποίηση πίδακα και διαχωρισμένων ροών. Μια καλή συμφωνία με τα πειραματικά αποτελέσματα δίνεται επίσης από το μοντέλο μιας παραμέτρου "S-A" (Spalart - Almaras), το οποίο περιέχει την εξίσωση μεταφοράς για την ποσότητα .

Το μειονέκτημα των μοντέλων με μία εξίσωση μεταφοράς είναι ότι δεν διαθέτουν πληροφορίες σχετικά με την κατανομή της κλίμακας αναταράξεων μεγάλο. Με το ποσό μεγάλοδιεργασίες μεταφοράς, μέθοδοι σχηματισμού αναταράξεων, διάχυση της επιρροής τυρβώδους ενέργειας. Καθολική εξάρτηση για ορισμό μεγάλοδεν υπάρχει. Εξίσωση κλίμακας αναταράξεων μεγάλοσυχνά αποδεικνύεται ότι είναι ακριβώς η εξίσωση που καθορίζει την ακρίβεια του μοντέλου και, κατά συνέπεια, την περιοχή εφαρμογής του. Βασικά, το πεδίο εφαρμογής αυτών των μοντέλων περιορίζεται σε σχετικά απλές διατμητικές ροές.

Σε μοντέλα δύο παραμέτρων, εκτός από την κλίμακα αναταράξεων μεγάλο, χρησιμοποιήστε ως δεύτερη παράμετρο τον ρυθμό διασποράς της τυρβώδους ενέργειας . Τέτοια μοντέλα χρησιμοποιούνται συχνότερα στη σύγχρονη υπολογιστική πρακτική και περιέχουν τις εξισώσεις μεταφοράς ενέργειας στροβιλισμού και διασποράς ενέργειας.

Ένα πολύ γνωστό μοντέλο περιλαμβάνει εξισώσεις για τη μεταφορά ενέργειας στροβιλισμού κ και ο ρυθμός διασποράς της τυρβώδους ενέργειας ε. Μοντέλα όπως " κ- μι" μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για ροές κοντά στον τοίχο όσο και για πιο περίπλοκες διαχωρισμένες ροές.

Τα μοντέλα δύο παραμέτρων χρησιμοποιούνται σε εκδόσεις χαμηλού και υψηλού Reynolds. Στην πρώτη, λαμβάνεται άμεσα υπόψη ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης μεταξύ μοριακής και τυρβώδους μεταφοράς κοντά σε στερεά επιφάνεια. Στην έκδοση υψηλής Reynolds, ο μηχανισμός της τυρβώδους μεταφοράς κοντά σε ένα συμπαγές όριο περιγράφεται από ειδικές συναρτήσεις κοντά στον τοίχο που συνδέουν τις παραμέτρους ροής με την απόσταση από τον τοίχο.

Επί του παρόντος, τα μοντέλα SSG και Gibson-Launder, τα οποία χρησιμοποιούν τη μη γραμμική σχέση μεταξύ του τανυστή τυρβώδους τάσης Reynolds και του τανυστή μέσου ρυθμού παραμόρφωσης, είναι από τα πιο πολλά υποσχόμενα. Αναπτύχθηκαν για να βελτιώσουν την πρόβλεψη διαχωρισμένων ροών. Δεδομένου ότι όλα τα στοιχεία τανυστήρα υπολογίζονται σε αυτά, απαιτούν μεγάλους πόρους υπολογιστή σε σύγκριση με μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για πολύπλοκες διαχωρισμένες ροές, ορισμένα πλεονεκτήματα αποκαλύφθηκαν με τη χρήση μοντέλων μιας παραμέτρου «n t-92", "S-A" ως προς την ακρίβεια πρόβλεψης των παραμέτρων ροής και του ρυθμού καταμέτρησης σε σύγκριση με μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για παράδειγμα, το πρόγραμμα STAR-CD προβλέπει τη χρήση μοντέλων του τύπου " κ-ε», Σπαλάρτα - Αλμαράς, «SSG», «Gibson-Launder», καθώς και η μέθοδος των μεγάλων δίνων «LES», και η μέθοδος «DES». Οι δύο τελευταίες μέθοδοι είναι πιο κατάλληλες για τον υπολογισμό της κίνησης του αέρα σε πολύπλοκες γεωμετρίες, όπου θα εμφανιστούν πολυάριθμες διαχωρισμένες περιοχές δίνης, αλλά απαιτούν μεγάλους υπολογιστικούς πόρους.

Τα αποτελέσματα υπολογισμού εξαρτώνται σημαντικά από την επιλογή του υπολογιστικού πλέγματος. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται ειδικά προγράμματα για την κατασκευή πλεγμάτων. Τα κελιά πλέγματος μπορούν να έχουν διαφορετικά σχήματα και μεγέθη, που ταιριάζουν καλύτερα για την επίλυση ενός συγκεκριμένου προβλήματος. Ο απλούστερος τύπος πλέγματος, όταν τα κελιά είναι ίδια και έχουν κυβικό ή ορθογώνιο σχήμα. Τα καθολικά προγράμματα υπολογιστών που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στη μηχανική πρακτική καθιστούν δυνατή την εργασία σε αυθαίρετα μη δομημένα πλέγματα.

Για να πραγματοποιηθούν υπολογισμοί αριθμητικής προσομοίωσης προβλημάτων αερισμού, είναι απαραίτητο να οριστούν οι οριακές και αρχικές συνθήκες, π.χ. τιμές εξαρτημένων μεταβλητών ή οι κανονικές διαβαθμίσεις τους στα όρια του υπολογιστικού τομέα.

Η εργασία με επαρκή βαθμό ακρίβειας των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του υπό μελέτη αντικειμένου. Για τους σκοπούς αυτούς, πακέτα όπως SolidWorks, Pro / Engeneer, NX Nastran μπορούν να προταθούν για την κατασκευή τρισδιάστατων μοντέλων. Κατά την κατασκευή ενός υπολογιστικού πλέγματος, ο αριθμός των κελιών επιλέγεται έτσι ώστε να προκύπτει μια αξιόπιστη λύση με ελάχιστο χρόνο υπολογισμού. Θα πρέπει να επιλεγεί ένα από τα ημι-εμπειρικά μοντέλα αναταράξεων, το οποίο είναι το πιο αποτελεσματικό για την εξεταζόμενη ροή.

V συμπέρασμαπροσθέτουμε ότι η καλή κατανόηση της ποιοτικής πλευράς των συνεχιζόμενων διαδικασιών είναι απαραίτητη προκειμένου να διατυπωθούν σωστά οι οριακές συνθήκες του προβλήματος και να αξιολογηθεί η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Η μοντελοποίηση των εκπομπών αερισμού στο στάδιο του σχεδιασμού των εγκαταστάσεων μπορεί να θεωρηθεί ως μία από τις πτυχές της μοντελοποίησης πληροφοριών με στόχο τη διασφάλιση της περιβαλλοντικής ασφάλειας της εγκατάστασης.

Αξιολογητές:

• Volikov Anatoly Nikolaevich, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής του Τμήματος Παροχής Θερμότητας και Αερίου και Προστασίας Αέρα, FGBOU VPOU "SPbGASU", Αγία Πετρούπολη.
• Polushkin Vitaly Ivanovich, Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής, Καθηγητής του Τμήματος Θέρμανσης, Αερισμού και Κλιματισμού, FGBOU VPO "SPbGASU", Αγία Πετρούπολη.

Βιβλιογραφικός σύνδεσμος

Datsyuk T.A., Sauts A.V., Yurmanov B.N., Taurit V.R. ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΑΕΡΙΣΜΟΥ // Σύγχρονα προβλήματα επιστήμης και εκπαίδευσης. - 2012. - Νο. 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=6744 (ημερομηνία πρόσβασης: 17/10/2019). Εφιστούμε στην προσοχή σας τα περιοδικά που εκδίδονται από τον εκδοτικό οίκο "Academy of Natural History"

Σε αυτή την ενότητα, περιγράφουμε τα κύρια στοιχεία που απαρτίζουν το σύστημα ελέγχου, δίνουμε μια τεχνική περιγραφή και μια μαθηματική περιγραφή. Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στο αναπτυγμένο σύστημα αυτόματου ελέγχου της θερμοκρασίας του αέρα τροφοδοσίας που διέρχεται από τον θερμαντήρα. Δεδομένου ότι το κύριο προϊόν της εκπαίδευσης είναι η θερμοκρασία του αέρα, τότε στο πλαίσιο του έργου αποφοίτησης, μπορεί κανείς να παραμελήσει την κατασκευή μαθηματικών μοντέλων και τη μοντελοποίηση των διαδικασιών κυκλοφορίας και ροής αέρα. Επίσης, αυτή η μαθηματική τεκμηρίωση της λειτουργίας του ACS PVV μπορεί να παραμεληθεί λόγω των ιδιαιτεροτήτων της αρχιτεκτονικής των χώρων - η εισροή εξωτερικού απροετοίμαστου αέρα στα εργαστήρια και τις αποθήκες μέσω υποδοχών και κενών είναι σημαντική. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, με οποιοδήποτε ρυθμό ροής αέρα, η κατάσταση «ασιτίας οξυγόνου» μεταξύ των εργαζομένων αυτού του εργαστηρίου είναι πρακτικά αδύνατη.

Έτσι, παραμελούμε την κατασκευή ενός θερμοδυναμικού μοντέλου κατανομής αέρα στο δωμάτιο, καθώς και τη μαθηματική περιγραφή των ACS ως προς τη ροή αέρα, λόγω της ασκοπίας τους. Ας σταθούμε λεπτομερέστερα στην εξέλιξη της θερμοκρασίας αέρα παροχής ACS. Στην πραγματικότητα, αυτό το σύστημα είναι ένα σύστημα αυτόματου ελέγχου της θέσης του αποσβεστήρα αεράμυνας ανάλογα με τη θερμοκρασία του αέρα παροχής. Η ρύθμιση είναι ένας αναλογικός νόμος με τη μέθοδο της εξισορρόπησης των αξιών.

Ας παρουσιάσουμε τα κύρια στοιχεία που περιλαμβάνονται στο ACS, θα δώσουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους, τα οποία καθιστούν δυνατό τον εντοπισμό των χαρακτηριστικών του ελέγχου τους. Κατά την επιλογή εξοπλισμού και εργαλείων αυτοματισμού, καθοδηγούμαστε από τα τεχνικά τους διαβατήρια και τους προηγούμενους μηχανικούς υπολογισμούς του παλιού συστήματος, καθώς και από τα αποτελέσματα πειραμάτων και δοκιμών.

Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες τροφοδοσίας και εξαγωγής

Ένας συμβατικός φυγόκεντρος ανεμιστήρας είναι ένας τροχός με λεπίδες εργασίας που βρίσκονται σε ένα σπειροειδές περίβλημα, κατά την περιστροφή του οποίου ο αέρας που εισέρχεται μέσω της εισόδου εισέρχεται στα κανάλια μεταξύ των πτερυγίων και κινείται μέσω αυτών των καναλιών υπό τη δράση της φυγόκεντρης δύναμης, συλλέγεται από τη σπείρα περίβλημα και κατευθύνεται στην πρίζα του. Το περίβλημα χρησιμεύει επίσης για τη μετατροπή της δυναμικής κεφαλής σε στατική κεφαλή. Για να αυξηθεί η πίεση, τοποθετείται ένας διαχύτης πίσω από το περίβλημα. Στο σχ. Το 4.1 δείχνει μια γενική άποψη ενός φυγοκεντρικού ανεμιστήρα.

Ένας συμβατικός φυγόκεντρος τροχός αποτελείται από λεπίδες, έναν πίσω δίσκο, μια πλήμνη και έναν μπροστινό δίσκο. Μια χυτή ή περιστρεφόμενη πλήμνη, σχεδιασμένη για να εφαρμόζει τον τροχό στον άξονα, είναι καρφωμένη, βιδωμένη ή συγκολλημένη στον πίσω δίσκο. Οι λεπίδες είναι καρφωμένες στο δίσκο. Τα μπροστινά άκρα των λεπίδων συνήθως συνδέονται στον μπροστινό δακτύλιο.

Τα σπειροειδή περιβλήματα είναι κατασκευασμένα από λαμαρίνα και τοποθετούνται σε ανεξάρτητα στηρίγματα, κοντά σε ανεμιστήρες χαμηλή ενέργειαείναι στερεωμένα στα κρεβάτια.

Όταν ο τροχός περιστρέφεται, μέρος της ενέργειας που παρέχεται στον κινητήρα μεταφέρεται στον αέρα. Η πίεση που αναπτύσσεται από τον τροχό εξαρτάται από την πυκνότητα του αέρα, γεωμετρικό σχήμαλεπίδες και περιφερειακή ταχύτητα στα άκρα των λεπίδων.

Τα άκρα εξόδου των πτερυγίων των φυγοκεντρικών ανεμιστήρων μπορούν να είναι λυγισμένα προς τα εμπρός, ακτινικά και λυγισμένα προς τα πίσω. Μέχρι πρόσφατα, οι άκρες των λεπίδων ήταν κυρίως λυγισμένες προς τα εμπρός, καθώς αυτό επέτρεπε τη μείωση των συνολικών διαστάσεων των ανεμιστήρων. Σήμερα, συχνά βρίσκονται πτερωτές με καμπύλες λεπίδες προς τα πίσω, επειδή αυτό επιτρέπει την αύξηση της απόδοσης. ανεμιστήρας.

Ρύζι. 4.1

Κατά την επιθεώρηση των ανεμιστήρων, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι τα άκρα των λεπίδων εξόδου (προς την κατεύθυνση του αέρα) πρέπει πάντα να είναι λυγισμένα προς την αντίθετη κατεύθυνση από την φορά περιστροφής της πτερωτής για να διασφαλίζεται η είσοδος χωρίς κρούσεις.

Οι ίδιοι ανεμιστήρες, όταν αλλάζουν την ταχύτητα περιστροφής, μπορούν να έχουν διαφορετική τροφοδοσία και να αναπτύσσουν διαφορετικές πιέσεις, ανάλογα όχι μόνο με τις ιδιότητες του ανεμιστήρα και την ταχύτητα περιστροφής, αλλά και από τους αεραγωγούς που συνδέονται με αυτούς.

Τα χαρακτηριστικά του ανεμιστήρα εκφράζουν τη σχέση μεταξύ των κύριων παραμέτρων της λειτουργίας του. Το πλήρες χαρακτηριστικό του ανεμιστήρα σε σταθερή ταχύτητα άξονα (n = const) εκφράζεται από τις εξαρτήσεις μεταξύ παροχής Q και πίεσης P, ισχύος N και απόδοσης. Οι εξαρτήσεις P (Q), N (Q) και T (Q) είναι συνήθως χτισμένο σε ένα γράφημα. Επιλέγουν ανεμιστήρα. Το χαρακτηριστικό χτίζεται με βάση δοκιμές. Στο σχ. Το 4.2 δείχνει τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά του φυγοκεντρικού ανεμιστήρα VTS-4-76-16, ο οποίος χρησιμοποιείται ως ανεμιστήρας τροφοδοσίας στο χώρο υλοποίησης

Ρύζι. 4.2

Η χωρητικότητα του ανεμιστήρα είναι 70.000 m3/h ή 19,4 m3/s. Ταχύτητα άξονα ανεμιστήρα - 720 rpm. ή 75,36 rad/s, ισχύς μετάδοσης κίνησης επαγωγικός κινητήραςΟ ανεμιστήρας είναι 35 kW.

Ο ανεμιστήρας φυσάει σε εξωτερικούς χώρους ατμοσφαιρικός αέραςστη θερμάστρα. Ως αποτέλεσμα της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ του αέρα και ζεστό νερόπερνώντας από τους σωλήνες του εναλλάκτη θερμότητας, ο αέρας που διέρχεται θερμαίνεται.

Εξετάστε το σχέδιο για τη ρύθμιση του τρόπου λειτουργίας του ανεμιστήρα VTS-4-76 No. 16. Στο σχ. Δίνεται το 4.3 λειτουργικό διάγραμμαμονάδα ανεμιστήρα κατά τον έλεγχο ταχύτητας.

Ρύζι. 4.3

Η λειτουργία μεταφοράς του ανεμιστήρα μπορεί να αναπαρασταθεί ως κέρδος, το οποίο προσδιορίζεται με βάση τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά του ανεμιστήρα (Εικ. 4.2). Ο συντελεστής ενίσχυσης ανεμιστήρα στο σημείο λειτουργίας είναι 1.819 m3/s (ελάχιστος δυνατός, πειραματικά καθορισμένος).

Ρύζι. 4.4

πειραματικόςΈχει διαπιστωθεί ότι για την εφαρμογή των απαιτούμενων τρόπων λειτουργίας ανεμιστήρα, είναι απαραίτητο να τροφοδοτήσετε τις ακόλουθες τιμές τάσης στον μετατροπέα συχνότητας ελέγχου (Πίνακας 4.1):

Πίνακας 4.1 Τρόποι λειτουργίας εξαερισμού τροφοδοσίας

Ταυτόχρονα, για να αυξηθεί η αξιοπιστία του ηλεκτροκινητήρα των ανεμιστήρων τόσο του τμήματος τροφοδοσίας όσο και της εξαγωγής, δεν χρειάζεται να ρυθμίσετε τους τρόπους λειτουργίας τους με μέγιστη απόδοση. Το καθήκον της πειραματικής μελέτης ήταν να βρει τέτοιες τάσεις ελέγχου στις οποίες θα τηρούνταν οι νόρμες της τιμής ανταλλαγής αέρα που υπολογίζονται παρακάτω.

Ο εξαερισμός αντιπροσωπεύεται από τρεις φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες VC-4-76-12 (χωρητικότητα 28.000 m3/h στις n=350 rpm, ασύγχρονη ισχύς μετάδοσης κίνησης N=19,5 kW) και VC-4-76-10 (χωρητικότητα 20.000 m3/h σε n=270 rpm, ισχύς ασύγχρονης μετάδοσης κίνησης N=12,5 kW). Ομοίως με την τροφοδοσία για τον κλάδο εξάτμισης του εξαερισμού, ελήφθησαν πειραματικά οι τιμές των τάσεων ελέγχου (Πίνακας 4.2).

Για να αποτραπεί η κατάσταση "ασιτίας οξυγόνου" στα εργαστήρια εργασίας, υπολογίζουμε τις τιμές ανταλλαγής αέρα για τους επιλεγμένους τρόπους λειτουργίας του ανεμιστήρα. Πρέπει να πληροί την προϋπόθεση:

Πίνακας 4.2 Τρόποι λειτουργίας εξαερισμού καυσαερίων

Στον υπολογισμό, παραμελούμε τον αέρα παροχής που προέρχεται από έξω, καθώς και την αρχιτεκτονική του κτιρίου (τοίχοι, οροφές).

Οι διαστάσεις των δωματίων για αερισμό: 150x40x10 m, ο συνολικός όγκος του δωματίου είναι Vroom;60.000 m3. Ο απαιτούμενος όγκος αέρα τροφοδοσίας είναι 66.000 m3 / h (για συντελεστή 1,1, επιλέχθηκε ως ελάχιστος, αφού δεν λαμβάνεται υπόψη η εισροή αέρα από το εξωτερικό). Προφανώς, οι επιλεγμένοι τρόποι λειτουργίας ανεμιστήρας τροφοδοσίαςικανοποιεί τη δεδομένη συνθήκη.

Ο συνολικός όγκος του αέρα εξαγωγής υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο

Για τον υπολογισμό της διακλάδωσης της εξάτμισης επιλέγονται οι τρόποι "έκτακτης εξαγωγής". Λαμβάνοντας υπόψη τον συντελεστή διόρθωσης 1,1 (καθώς ο τρόπος λειτουργίας έκτακτης ανάγκης λαμβάνεται ως το λιγότερο δυνατό), ο όγκος του αέρα εξαγωγής θα είναι ίσος με 67,76 m3 / h. Αυτή η τιμή ικανοποιεί την προϋπόθεση (4.2) εντός των ορίων των επιτρεπτών σφαλμάτων και των προηγουμένως αποδεκτών κρατήσεων, πράγμα που σημαίνει ότι οι επιλεγμένοι τρόποι λειτουργίας του ανεμιστήρα θα ανταπεξέλθουν στο έργο της διασφάλισης της τιμής ανταλλαγής αέρα.

Επίσης στους ηλεκτροκινητήρες των ανεμιστήρων υπάρχει ενσωματωμένη προστασία από υπερθέρμανση (θερμοστάτης). Όταν η θερμοκρασία του κινητήρα αυξάνεται, η επαφή του ρελέ του θερμοστάτη θα σταματήσει τον κινητήρα. Ο αισθητήρας διαφορικής πίεσης θα καταγράψει το σταμάτημα του ηλεκτροκινητήρα και θα δώσει ένα σήμα στον πίνακα ελέγχου. Είναι απαραίτητο να προβλεφθεί η απόκριση του ACS του PVV σε διακοπή έκτακτης ανάγκης των κινητήρων ανεμιστήρα.

Αγαπητά μέλη της επιτροπής βεβαίωσης, σας παρουσιάζω την αποφοίτηση ειδική εργασία, σκοπός του οποίου είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος αυτόματο έλεγχοεξαερισμός και εξαερισμός των καταστημάτων παραγωγής.

Είναι γνωστό ότι ο αυτοματισμός είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες για την αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας στη βιομηχανική παραγωγή, την αύξηση της ποιότητας των προϊόντων και των υπηρεσιών. Η συνεχής επέκταση του πεδίου εφαρμογής του αυτοματισμού είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του κλάδου σε αυτό το στάδιο. Το ανεπτυγμένο έργο αποφοίτησης είναι μια από τις ιδέες κληρονομιάς της αναπτυσσόμενης ιδέας της κατασκευής «έξυπνων» κτιρίων, δηλαδή αντικειμένων στα οποία οι συνθήκες της ανθρώπινης ζωής ελέγχονται με τεχνικά μέσα.

Τα κύρια καθήκοντα που πρέπει να επιλυθούν στο σχεδιασμό είναι ο εκσυγχρονισμός του υπάρχοντος συστήματος εξαερισμού στον χώρο υλοποίησης - τα εργαστήρια παραγωγής της VOMZ OJSC - για να εξασφαλιστεί η αποτελεσματικότητά του (εξοικονόμηση ενέργειας και κατανάλωσης θερμότητας, μείωση του κόστους συντήρησης του συστήματος, μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας) , διατήρηση ενός άνετου μικροκλίματος και καθαριότητας αέρα στους χώρους εργασίας, λειτουργικότητα και σταθερότητα, αξιοπιστία του συστήματος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης/κρίσιμες.

Το πρόβλημα που εξετάζεται στο έργο αποφοίτησης οφείλεται στην απαρχαιωμένη και τεχνική απαξίωση (φθορά) του υπάρχοντος συστήματος ελέγχου του PVV. Η κατανεμημένη αρχή που χρησιμοποιείται στην κατασκευή του IPV αποκλείει τη δυνατότητα κεντρικού ελέγχου (εκτόξευση και παρακολούθηση της κατάστασης). Η έλλειψη ενός σαφούς αλγορίθμου έναρξης/διακοπής συστήματος καθιστά επίσης το σύστημα αναξιόπιστο λόγω ανθρώπινο λάθος, και η απουσία τρόπων λειτουργίας έκτακτης ανάγκης - ασταθής σε σχέση με τις εργασίες που επιλύονται.

Η συνάφεια του προβλήματος του σχεδιασμού διπλωμάτων οφείλεται συνολική ανάπτυξηνοσηρότητα της αναπνευστικής οδού και κρυολογήματα των εργαζομένων, γενική πτώση της παραγωγικότητας της εργασίας και της ποιότητας των προϊόντων σε αυτόν τον τομέα. Η ανάπτυξη ενός νέου ACS PVV σχετίζεται άμεσα με την πολιτική ποιότητας του εργοστασίου (ISO 9000), καθώς και με προγράμματα εκσυγχρονισμού εργοστασιακού εξοπλισμού και αυτοματοποίησης συστημάτων υποστήριξης ζωής για συνεργεία.

Το κεντρικό στοιχείο ελέγχου του συστήματος είναι ένα ερμάριο αυτοματισμού με μικροελεγκτή και εξοπλισμό, επιλεγμένο με βάση τα αποτελέσματα έρευνας μάρκετινγκ (αφίσα 1). Υπάρχουν πολλές προσφορές στην αγορά, αλλά ο επιλεγμένος εξοπλισμός είναι τουλάχιστον εξίσου καλός με τους αντίστοιχους. Σημαντικό κριτήριο ήταν το κόστος, η κατανάλωση ενέργειας και η προστατευτική απόδοση του εξοπλισμού.

Το λειτουργικό διάγραμμα της αυτοματοποίησης του IPV φαίνεται στο σχέδιο 1. Η κεντρική προσέγγιση επιλέχθηκε ως η κύρια στον σχεδιασμό του ACS, η οποία επιτρέπει στο σύστημα να τεθεί σε εφαρμογή κινητά, εάν είναι απαραίτητο, σύμφωνα με μια μικτή προσέγγιση , που συνεπάγεται τη δυνατότητα αποστολής και επικοινωνίας με άλλα βιομηχανικά δίκτυα. Η κεντρική προσέγγιση είναι εξαιρετικά επεκτάσιμη, αρκετά ευέλικτη - όλες αυτές οι ιδιότητες ποιότητας καθορίζονται από τον επιλεγμένο μικροελεγκτή - Σύστημα WAGO I / O, καθώς και από την εφαρμογή του προγράμματος ελέγχου.

Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, επιλέχθηκαν στοιχεία αυτοματισμού - ενεργοποιητές, αισθητήρες, το κριτήριο επιλογής ήταν η λειτουργικότητα, η σταθερότητα λειτουργίας σε κρίσιμες λειτουργίες, το εύρος μέτρησης / ελέγχου της παραμέτρου, χαρακτηριστικά εγκατάστασης, η μορφή εξόδου σήματος, τρόποι λειτουργίας. Επιλέγονται τα κύρια μαθηματικά μοντέλα και προσομοιώνεται η λειτουργία του συστήματος ελέγχου θερμοκρασίας αέρα με τον έλεγχο της θέσης του αποσβεστήρα της τριοδικής βαλβίδας. Η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε στο περιβάλλον VisSim.

Για τη ρύθμιση, επιλέχθηκε η μέθοδος "εξισορρόπησης παραμέτρων" στην περιοχή των ελεγχόμενων τιμών. Ως νόμος ελέγχου επιλέχθηκε το Proportional, καθώς δεν υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια και την ταχύτητα του συστήματος και τα εύρη τιμών εισόδου/εξόδου είναι μικρά. Οι λειτουργίες του ελεγκτή εκτελούνται από μία από τις θύρες του ελεγκτή σύμφωνα με το πρόγραμμα ελέγχου. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης αυτού του μπλοκ παρουσιάζονται στην αφίσα 2.

Ο αλγόριθμος λειτουργίας του συστήματος φαίνεται στο σχέδιο 2. Το πρόγραμμα ελέγχου που υλοποιεί αυτόν τον αλγόριθμο αποτελείται από λειτουργικά μπλοκ, ένα μπλοκ σταθερών, τυπικές και εξειδικευμένες συναρτήσεις χρησιμοποιούνται. Η ευελιξία και η επεκτασιμότητα του συστήματος διασφαλίζεται τόσο προγραμματικά (χρήση FB, σταθερές, ετικέτες και μεταβάσεις, συμπαγές πρόγραμμα στη μνήμη του ελεγκτή) όσο και τεχνικά (οικονομική χρήση θυρών εισόδου/εξόδου, πλεονάζουσες θύρες).

Παρέχει μέσω προγραμματισμού ενέργειες συστήματος σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης (υπερθέρμανση, βλάβη ανεμιστήρα, υποθερμία, απόφραξη φίλτρου, πυρκαγιά). Ο αλγόριθμος λειτουργίας του συστήματος στη λειτουργία πυροπροστασίας φαίνεται στο σχέδιο 3. Αυτός ο αλγόριθμος λαμβάνει υπόψη τις απαιτήσεις των προτύπων για το χρόνο εκκένωσης και τα μέτρα πυρασφάλειας. Γενικά, η εφαρμογή αυτού του αλγορίθμου είναι αποτελεσματική και αποδεδειγμένη με δοκιμές. Επιλύθηκε επίσης το πρόβλημα του εκσυγχρονισμού των καπό εξάτμισης από πλευράς πυρασφάλειας. Οι λύσεις που βρέθηκαν εξετάστηκαν και έγιναν δεκτές ως συστάσεις.

Η αξιοπιστία του σχεδιασμένου συστήματος εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την αξιοπιστία λογισμικόκαι από τον ελεγκτή ως σύνολο. Το πρόγραμμα ελέγχου που αναπτύχθηκε υποβλήθηκε σε διαδικασία εντοπισμού σφαλμάτων, χειροκίνητου, δομικού και λειτουργικού ελέγχου. Έχουν επιλεγεί μόνο συνιστώμενες και πιστοποιημένες μονάδες για να διασφαλίζεται η αξιοπιστία και η συμμόρφωση με την εγγύηση εξοπλισμού αυτοματισμού. Η εγγύηση του κατασκευαστή για το επιλεγμένο ερμάριο αυτοματισμού, με την επιφύλαξη συμμόρφωσης με τις υποχρεώσεις εγγύησης, είναι 5 χρόνια.

Επίσης, αναπτύχθηκε μια γενικευμένη δομή του συστήματος, κατασκευάστηκε ένα ρολόι της λειτουργίας του συστήματος, ένας πίνακας συνδέσεων και σημάνσεων καλωδίων, ένα διάγραμμα εγκατάστασης ACS.

Οι οικονομικοί δείκτες του έργου, υπολογιζόμενοι από εμένα στο οργανωτικό και οικονομικό κομμάτι, φαίνονται στην αφίσα Νο. 3. Η ίδια αφίσα δείχνει ένα strip chart της διαδικασίας σχεδιασμού. Για την αξιολόγηση της ποιότητας του προγράμματος ελέγχου χρησιμοποιήθηκαν κριτήρια σύμφωνα με το GOST RISO/IEC 926-93. Η αξιολόγηση της οικονομικής αποδοτικότητας της ανάπτυξης πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ανάλυσης SWOT. Προφανώς, το σχεδιασμένο σύστημα έχει χαμηλό κόστος (δομή κόστους - αφίσα 3) και αρκετά γρήγορες περιόδους απόσβεσης (υπολογισμένες με ελάχιστη εξοικονόμηση πόρων). Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε για την υψηλή οικονομική αποδοτικότητα της ανάπτυξης.

Επιπλέον, επιλύθηκαν θέματα προστασίας της εργασίας, ηλεκτρικής ασφάλειας και φιλικότητας προς το περιβάλλον του συστήματος. Η επιλογή αγώγιμων καλωδίων, φίλτρων αεραγωγών είναι τεκμηριωμένη.

Έτσι, ως αποτέλεσμα του να κάνουμε ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑέχει αναπτυχθεί ένα έργο εκσυγχρονισμού που είναι βέλτιστο σε σχέση με όλες τις απαιτήσεις που έχουν τεθεί. Το έργο αυτό προτείνεται για υλοποίηση σύμφωνα με τους όρους εκσυγχρονισμού του εξοπλισμού της μονάδας.

Εάν η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας και η ποιότητα του έργου επιβεβαιωθούν από μια δοκιμαστική περίοδο, σχεδιάζεται η υλοποίηση του επιπέδου αποστολέα χρησιμοποιώντας το τοπικό δίκτυο της επιχείρησης, καθώς και ο εκσυγχρονισμός του εξαερισμού των υπολοίπων βιομηχανικές εγκαταστάσειςπροκειμένου να τα συνδυάσουν σε ένα ενιαίο βιομηχανικό δίκτυο. Κατά συνέπεια, αυτά τα στάδια περιλαμβάνουν την ανάπτυξη λογισμικού διεκπεραιωτή, την καταγραφή της κατάστασης του συστήματος, τα σφάλματα, τα ατυχήματα (DB), την οργάνωση ενός αυτοματοποιημένου χώρου εργασίας ή μιας θέσης ελέγχου (CCP). Είναι επίσης δυνατό να διερευνηθούν τα αδύνατα σημεία του υπάρχοντος συστήματος, όπως ο εκσυγχρονισμός των μονάδων επεξεργασίας, καθώς και η συμπλήρωση των βαλβίδων εισαγωγής αέρα με μηχανισμό κατάψυξης.

σχόλιο

Η διπλωματική εργασία περιλαμβάνει εισαγωγή, 8 κεφάλαια, συμπέρασμα, κατάλογο παραπομπών, αιτήσεις και είναι 141 σελίδες δακτυλόγραφου κειμένου με εικονογραφήσεις.

Η πρώτη ενότητα παρέχει μια επισκόπηση και ανάλυση της ανάγκης σχεδιασμού ενός συστήματος αυτόματου ελέγχου για τον εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής (ACS PVV) των εργαστηρίων παραγωγής, μια μελέτη μάρκετινγκ ντουλαπιών αυτοματισμού. Εξετάζονται τυπικά σχήματααερισμός και εναλλακτικές προσεγγίσεις για την επίλυση προβλημάτων σχεδιασμού διπλωμάτων.

Στη δεύτερη ενότητα, γίνεται περιγραφή του υφιστάμενου συστήματος PVW στο αντικείμενο υλοποίησης - ΟΑΟ VOMZ, ως τεχνολογική διαδικασία. Διαμορφώνεται ένα γενικευμένο μπλοκ διάγραμμα αυτοματισμού για την τεχνολογική διαδικασία προετοιμασίας αέρα.

Στην τρίτη ενότητα, διατυπώνεται μια εκτεταμένη τεχνική πρόταση για την επίλυση των προβλημάτων του απολυτηρίου σχεδιασμού.

Η τέταρτη ενότητα είναι αφιερωμένη στην ανάπτυξη αυτοκινούμενων όπλων. Επιλέγονται στοιχεία αυτοματισμού και ελέγχου, παρουσιάζονται οι τεχνικές και μαθηματικές περιγραφές τους. Περιγράφεται ένας αλγόριθμος για τον έλεγχο της θερμοκρασίας του αέρα παροχής. Έχει διαμορφωθεί ένα μοντέλο και έχει πραγματοποιηθεί προσομοίωση της λειτουργίας του ACS για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του αέρα στο δωμάτιο. Επιλεγμένη και αιτιολογημένη ηλεκτρική καλωδίωση. Έχει κατασκευαστεί ένα ρολόι της λειτουργίας του συστήματος.

Η πέμπτη ενότητα περιέχει τα τεχνικά χαρακτηριστικά του συστήματος προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή (PLC) WAGO I/O. Δίνονται οι πίνακες συνδέσεων αισθητήρων και ενεργοποιητών με θύρες PLC, συμπ. και εικονικό.

Η έκτη ενότητα είναι αφιερωμένη στην ανάπτυξη αλγορίθμων λειτουργίας και στη σύνταξη ενός προγράμματος ελέγχου PLC. Η επιλογή του περιβάλλοντος προγραμματισμού είναι τεκμηριωμένη. Δίνονται αλγόριθμοι μπλοκ για την επίλυση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης από το σύστημα, αλγόριθμοι μπλοκ για λειτουργικά μπλοκ που επιλύουν τα προβλήματα εκκίνησης, ελέγχου και ρύθμισης. Η ενότητα περιλαμβάνει τα αποτελέσματα της δοκιμής και του εντοπισμού σφαλμάτων του προγράμματος ελέγχου PLC.

Η έβδομη ενότητα ασχολείται με την ασφάλεια και τη φιλικότητα προς το περιβάλλον του έργου. Πραγματοποιείται ανάλυση επικίνδυνων και επιβλαβών παραγόντων κατά τη λειτουργία του ACS PVV, λαμβάνεται απόφαση για την προστασία της εργασίας και τη διασφάλιση της φιλικότητας προς το περιβάλλον του έργου. Αναπτύσσεται η προστασία του συστήματος από καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, συμπεριλαμβανομένου. ενίσχυση του συστήματος από πλευράς πυροπροστασίας και διασφάλιση της σταθερότητας λειτουργίας κατά τη διάρκεια καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Δίνεται το ανεπτυγμένο κύριο λειτουργικό διάγραμμα αυτοματισμού με προδιαγραφές.

Η όγδοη ενότητα είναι αφιερωμένη στην οργανωτική και οικονομική αιτιολόγηση της ανάπτυξης. Ο υπολογισμός του κόστους, της αποδοτικότητας και της περιόδου απόσβεσης της ανάπτυξης σχεδιασμού, συμπ. λαμβάνοντας υπόψη το στάδιο υλοποίησης. Αντικατοπτρίζονται τα στάδια ανάπτυξης του έργου, εκτιμάται η ένταση εργασίας της εργασίας. Δίνεται μια αξιολόγηση της οικονομικής απόδοσης του έργου χρησιμοποιώντας ανάλυση SWOT της ανάπτυξης.

Συμπερασματικά, δίνονται συμπεράσματα για το έργο της αποφοίτησης.

Εισαγωγή

Ο αυτοματισμός είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες για την αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας στη βιομηχανική παραγωγή. Συνεχής προϋπόθεση για την επιτάχυνση του ρυθμού ανάπτυξης του αυτοματισμού είναι η ανάπτυξη τεχνικών μέσων αυτοματισμού. Τα τεχνικά μέσα αυτοματισμού περιλαμβάνουν όλες τις συσκευές που περιλαμβάνονται στο σύστημα ελέγχου και έχουν σχεδιαστεί για να λαμβάνουν πληροφορίες, να τις μεταδίδουν, να τις αποθηκεύουν και να τις μετατρέπουν, καθώς και να εφαρμόζουν ελέγχους και ρυθμιστικές ενέργειες στο αντικείμενο τεχνολογικού ελέγχου.

Η ανάπτυξη τεχνολογικών μέσων αυτοματισμού είναι μια σύνθετη διαδικασία, η οποία βασίζεται στα συμφέροντα της αυτοματοποιημένης καταναλωτικής παραγωγής, αφενός, και στις οικονομικές δυνατότητες των μεταποιητικών επιχειρήσεων, αφετέρου. Πρωταρχικό κίνητρο ανάπτυξης είναι η αύξηση της αποδοτικότητας της παραγωγής – καταναλωτών, μέσω της εισαγωγής νέα τεχνολογίαμπορεί να είναι εφικτό μόνο εάν το κόστος ανακτηθεί γρήγορα. Επομένως, το κριτήριο για όλες τις αποφάσεις για την ανάπτυξη και την εφαρμογή νέων εργαλείων θα πρέπει να είναι το συνολικό οικονομικό αποτέλεσμα, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα κόστη ανάπτυξης, παραγωγής και υλοποίησης. Κατά συνέπεια, για την ανάπτυξη, η κατασκευή θα πρέπει να ληφθεί, πρώτα απ 'όλα, εκείνες οι επιλογές για τεχνικά μέσα που παρέχουν το μέγιστο συνολικό αποτέλεσμα.

Η συνεχής επέκταση του πεδίου εφαρμογής του αυτοματισμού είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του κλάδου σε αυτό το στάδιο.

Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στα ζητήματα της βιομηχανικής οικολογίας και της ασφάλειας της εργασίας στην παραγωγή. Κατά το σχεδιασμό μοντέρνα τεχνολογία, εξοπλισμό και κατασκευές, είναι απαραίτητο να τεκμηριωθεί επιστημονικά η ανάπτυξη της ασφάλειας και της αβλαβούς εργασίας.

Στο παρόν στάδιο ανάπτυξης της εθνικής οικονομίας της χώρας, ένα από τα κύρια καθήκοντα είναι η αύξηση της αποτελεσματικότητας της κοινωνικής παραγωγής με βάση την επιστημονική και τεχνική διαδικασία και η πληρέστερη χρήση όλων των αποθεμάτων. Αυτό το καθήκον είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με το πρόβλημα της βελτιστοποίησης λύσεων σχεδιασμού, σκοπός του οποίου είναι η δημιουργία των απαραίτητων προϋποθέσεων για την αύξηση της αποδοτικότητας των επενδύσεων κεφαλαίου, τη μείωση των περιόδων απόσβεσης και τη διασφάλιση της μεγαλύτερης αύξησης της παραγωγής ανά ρούβλι που ξοδεύεται. Η αύξηση της παραγωγικότητας της εργασίας, η παραγωγή προϊόντων υψηλής ποιότητας, η βελτίωση των συνθηκών εργασίας και ανάπαυσης των εργαζομένων παρέχονται από συστήματα αερισμού που δημιουργούν το απαραίτητο μικροκλίμα και ποιότητα αέρα στις εγκαταστάσεις.

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη συστήματος αυτόματου ελέγχου τροφοδοσίας και εξαερισμού (ACS PVV) καταστημάτων παραγωγής.

Το πρόβλημα που εξετάζεται στο έργο αποφοίτησης οφείλεται στη φθορά του συστήματος αυτόματου εξοπλισμού του PVV στο Οπτικό και Μηχανικό Εργοστάσιο JSC Vologda. Επιπλέον, το σύστημα σχεδιάζεται κατανεμημένο, γεγονός που εξαλείφει τη δυνατότητα κεντρικής διαχείρισης και παρακολούθησης. Ως αντικείμενο υλοποίησης επιλέχθηκε ο χώρος χύτευσης με έγχυση (κατηγορία Β για πυρασφάλεια), καθώς και οι παρακείμενες εγκαταστάσεις - ο χώρος των μηχανών CNC, το γραφείο σχεδιασμού και αποστολής, οι αποθήκες.

Τα καθήκοντα του προγράμματος αποφοίτησης διαμορφώνονται ως αποτέλεσμα μελέτης της τρέχουσας κατάστασης του ACS PVV και βάσει αναλυτικής επισκόπησης, δίνονται στην ενότητα 3 «Τεχνική πρόταση».

Η χρήση ελεγχόμενου αερισμού ανοίγει νέες δυνατότητες για την επίλυση των παραπάνω προβλημάτων. Το ανεπτυγμένο σύστημα αυτόματου ελέγχου θα πρέπει να είναι το βέλτιστο όσον αφορά την εκτέλεση των καθορισμένων λειτουργιών.

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, η συνάφεια της εξέλιξης οφείλεται τόσο στην απαρχαιότητα των υπαρχόντων αυτοκινούμενων όπλων όσο και στην αύξηση του αριθμού εργασίες επισκευήςσχετικά με τις «οδούς» αερισμού και τη γενική αύξηση της συχνότητας εμφάνισης αναπνευστικών οδών και κρυολογημάτων των εργαζομένων, την τάση να αισθάνονται χειρότερα κατά τη μακροχρόνια εργασία και, ως αποτέλεσμα, μια γενική πτώση της παραγωγικότητας της εργασίας και της ποιότητας των προϊόντων. Είναι σημαντικό να σημειωθεί το γεγονός ότι το υπάρχον σύστημα ελέγχου πυρκαγιάς δεν συνδέεται με αυτόματα πυροσβεστικά, κάτι που είναι απαράδεκτο για αυτού του είδους την παραγωγή. Η ανάπτυξη ενός νέου ACS PVV σχετίζεται άμεσα με την πολιτική ποιότητας του εργοστασίου (ISO 9000), καθώς και με προγράμματα εκσυγχρονισμού εργοστασιακού εξοπλισμού και αυτοματοποίησης συστημάτων υποστήριξης ζωής για συνεργεία.

Το έργο αποφοίτησης χρησιμοποιεί πόρους του Διαδικτύου (φόρουμ, ψηφιακές βιβλιοθήκες, άρθρα και δημοσιεύσεις, ηλεκτρονικές πύλες), καθώς και τεχνική βιβλιογραφία της απαιτούμενης θεματικής περιοχής και κείμενα προτύπων (GOST, SNIP, SanPiN). Επίσης, η ανάπτυξη του ACS PVV πραγματοποιείται λαμβάνοντας υπόψη τις προτάσεις και τις συστάσεις των ειδικών, βάσει υφιστάμενων σχεδίων εγκατάστασης, διαδρομών καλωδίων, συστημάτων αεραγωγών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το πρόβλημα που τέθηκε στο έργο αποφοίτησης λαμβάνει χώρα σχεδόν σε όλα τα παλιά εργοστάσια του στρατιωτικού-βιομηχανικού συγκροτήματος, ο επανεξοπλισμός των συνεργείων είναι ένα από τα πιο σημαντικά καθήκοντα όσον αφορά τη διασφάλιση της ποιότητας των προϊόντων για τον τελικό καταναλωτή. Έτσι, ο σχεδιασμός του διπλώματος θα αντικατοπτρίζει τη συσσωρευμένη εμπειρία στην επίλυση παρόμοιων προβλημάτων σε επιχειρήσεις με παρόμοιο τύπο παραγωγής.

1. Αναλυτική επισκόπηση

1.1 Γενική ανάλυσητην ανάγκη σχεδιασμού ACS PVV

Η πιο σημαντική πηγή εξοικονόμησης καυσίμων και ενεργειακών πόρων που δαπανώνται για την παροχή θερμότητας μεγάλων βιομηχανικών κτιρίων με σημαντική κατανάλωση θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας είναι η αύξηση της απόδοσης του συστήματος. εξαερισμός τροφοδοσίας και εξαγωγής(PVV) που βασίζεται στη χρήση σύγχρονων επιτευγμάτων στην τεχνολογία υπολογιστών και ελέγχου.

Συνήθως, χρησιμοποιούνται εργαλεία τοπικού αυτοματισμού για τον έλεγχο του συστήματος εξαερισμού. Το κύριο μειονέκτημα μιας τέτοιας ρύθμισης είναι ότι δεν λαμβάνει υπόψη την πραγματική ισορροπία αέρα και θερμότητας του κτιρίου και πραγματικές καιρικές συνθήκες: θερμοκρασία εξωτερικού αέρα, ταχύτητα και κατεύθυνση ανέμου, ατμοσφαιρική πίεση.

Επομένως, υπό την επίδραση των μέσων τοπικού αυτοματισμού, το σύστημα εξαερισμού αέρα, κατά κανόνα, δεν λειτουργεί στη βέλτιστη λειτουργία.

Η απόδοση του συστήματος εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής μπορεί να αυξηθεί σημαντικά εάν τα συστήματα ελέγχονται βέλτιστα με βάση τη χρήση ενός συνόλου κατάλληλων εργαλείων υλικού και λογισμικού.

Σχηματισμός θερμικό καθεστώςμπορεί να αναπαρασταθεί ως αλληλεπίδραση ενοχλητικών και ρυθμιστικών παραγόντων. Για να προσδιοριστεί η ενέργεια ελέγχου, απαιτούνται πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες και τον αριθμό των παραμέτρων εισόδου και εξόδου και τις συνθήκες για να προχωρήσει η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας. Δεδομένου ότι ο σκοπός του ελέγχου του εξοπλισμού εξαερισμού είναι η εξασφάλιση των απαιτούμενων συνθηκών αέρα στον χώρο εργασίας των κτιρίων με ελάχιστο κόστος ενέργειας και υλικών, τότε με τη βοήθεια ενός υπολογιστή θα είναι δυνατή η εύρεση της καλύτερης επιλογής και η ανάπτυξη κατάλληλων ενεργειών ελέγχου σε αυτό το σύστημα. Ως αποτέλεσμα, ένας υπολογιστής με ένα κατάλληλο σύνολο υλικού και λογισμικού σχηματίζει ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου για το θερμικό καθεστώς των κτιριακών χώρων (ACS TRP). Ταυτόχρονα, πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι κάτω από τον υπολογιστή μπορεί κανείς να κατανοήσει τόσο τον πίνακα ελέγχου του EEW, όσο και τον πίνακα ελέγχου για την παρακολούθηση της κατάστασης του EEW, καθώς και τον απλούστερο υπολογιστή με το πρόγραμμα προσομοίωσης για το ACS του ΕΕΣΑΣ, επεξεργασία των αποτελεσμάτων και λειτουργικός έλεγχος βάσει αυτών.

Ένα αυτόματο σύστημα ελέγχου είναι ένας συνδυασμός ενός αντικειμένου ελέγχου (μια ελεγχόμενη τεχνολογική διαδικασία) και συσκευών ελέγχου, η αλληλεπίδραση των οποίων εξασφαλίζει την αυτόματη ροή της διαδικασίας σύμφωνα με ένα δεδομένο πρόγραμμα. Σε αυτή την περίπτωση, η τεχνολογική διαδικασία νοείται ως μια ακολουθία λειτουργιών που πρέπει να εκτελεστούν προκειμένου να ληφθεί ένα τελικό προϊόν από την πρώτη ύλη. Στην περίπτωση του PVV, το τελικό προϊόν είναι ο αέρας στο δωμάτιο που εξυπηρετείται με καθορισμένες παραμέτρους (θερμοκρασία, σύνθεση αερίου κ.λπ.) και η πρώτη ύλη είναι ο εξωτερικός αέρας και ο αέρας εξαγωγής, οι φορείς θερμότητας, η ηλεκτρική ενέργεια κ.λπ.

Η βάση για τη λειτουργία του ACS PVV, όπως κάθε σύστημα ελέγχου, θα πρέπει να βασίζεται ανατροφοδότηση(OS): ανάπτυξη ενεργειών ελέγχου που βασίζονται σε πληροφορίες σχετικά με το αντικείμενο που λαμβάνονται με χρήση αισθητήρων που είναι εγκατεστημένοι ή διανεμημένοι στο αντικείμενο.

Κάθε συγκεκριμένο ACS αναπτύσσεται με βάση μια δεδομένη τεχνολογία για την επεξεργασία της ροής αέρα εισόδου. Συχνά, το σύστημα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής συνδέεται με ένα σύστημα κλιματισμού (προετοιμασίας), το οποίο αντικατοπτρίζεται επίσης στο σχεδιασμό του αυτοματισμού ελέγχου.

Όταν χρησιμοποιείτε αυτόνομες συσκευές ή ολοκληρώνετε τεχνολογικές εγκαταστάσειςΤα ACS επεξεργασίας αέρα παρέχονται ήδη ενσωματωμένα στον εξοπλισμό και έχουν ήδη ενσωματωθεί ορισμένες λειτουργίες ελέγχου, οι οποίες συνήθως περιγράφονται λεπτομερώς στην τεχνική τεκμηρίωση. Σε αυτή την περίπτωση, η ρύθμιση, η συντήρηση και η λειτουργία τέτοιων συστημάτων ελέγχου πρέπει να πραγματοποιούνται αυστηρά σύμφωνα με την καθορισμένη τεκμηρίωση.

Ανάλυση τεχνικές λύσειςτων σύγχρονων PVV κορυφαίων εταιρειών - κατασκευαστών εξοπλισμού εξαερισμού έχει δείξει ότι οι λειτουργίες ελέγχου μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες:

Λειτουργίες ελέγχου που καθορίζονται από την τεχνολογία και τον εξοπλισμό διαχείρισης αέρα.

Πρόσθετες λειτουργίες, οι οποίες είναι κυρίως λειτουργίες εξυπηρέτησης, παρουσιάζονται ως τεχνογνωσία των εταιρειών και δεν εξετάζονται εδώ.

Σε γενικές γραμμές, οι κύριες τεχνολογικές λειτουργίες του ελέγχου του εξοπλισμού χειρισμού αέρα μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες ομάδες (Εικ. 1.1).

Ρύζι. 1.1 - Οι κύριες τεχνολογικές λειτουργίες του ελέγχου του PVV

Ας περιγράψουμε τι εννοούμε με τις συναρτήσεις PWV που φαίνονται στο Σχ. 1.1.

1.1.1 Λειτουργία "Παρακολούθηση και καταγραφή παραμέτρων".

Σύμφωνα με το SNiP 2.04.05-91, οι υποχρεωτικές παράμετροι ελέγχου είναι:

Θερμοκρασία και πίεση στους κοινούς αγωγούς τροφοδοσίας και επιστροφής και στην έξοδο κάθε εναλλάκτη θερμότητας.

Η θερμοκρασία του αέρα έξω, η παροχή αέρα μετά τον εναλλάκτη θερμότητας, καθώς και η θερμοκρασία στο δωμάτιο.

Πρότυπα MPC για επιβλαβείς ουσίες στον αέρα που εξέρχεται από το δωμάτιο (παρουσία αερίων, προϊόντα καύσης, μη τοξική σκόνη).

Άλλες παράμετροι στα συστήματα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής ελέγχονται κατά παραγγελία Προδιαγραφέςεξοπλισμό ή συνθήκες λειτουργίας.

Ο τηλεχειρισμός παρέχεται για τη μέτρηση των κύριων παραμέτρων της τεχνολογικής διαδικασίας ή των παραμέτρων που εμπλέκονται στην υλοποίηση άλλων λειτουργιών ελέγχου. Αυτός ο έλεγχος πραγματοποιείται με τη χρήση αισθητήρων και μορφοτροπέων μέτρησης με την έξοδο (εάν είναι απαραίτητο) των μετρούμενων παραμέτρων στην ένδειξη ή στην οθόνη της συσκευής ελέγχου (πίνακας ελέγχου, οθόνη υπολογιστή).

Για τη μέτρηση άλλων παραμέτρων, χρησιμοποιούνται συνήθως τοπικά (φορητά ή σταθερά) όργανα - που δείχνουν θερμόμετρα, μετρητές πίεσης, συσκευές για φασματική ανάλυση της σύστασης του αέρα κ.λπ.

Η χρήση τοπικών συσκευών ελέγχου δεν παραβιάζει τη βασική αρχή των συστημάτων ελέγχου - την αρχή της ανάδρασης. Σε αυτή την περίπτωση, υλοποιείται είτε με τη βοήθεια ενός ατόμου (χειριστή ή προσωπικού συντήρησης), είτε με τη βοήθεια ενός προγράμματος ελέγχου «ενσωματωμένου» στη μνήμη του μικροεπεξεργαστή.

1.1.2 Λειτουργία "λειτουργικός έλεγχος και προγραμματισμός"

Είναι επίσης σημαντικό να εφαρμόσετε μια τέτοια επιλογή όπως η "ακολουθία έναρξης". Για να διασφαλιστεί η κανονική εκκίνηση του φωτοβολταϊκού συστήματος, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα:

Προκαταρκτικό άνοιγμα των αποσβεστήρων αέρα πριν από την εκκίνηση των ανεμιστήρων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν μπορούν όλοι οι αποσβεστήρες σε κλειστή κατάσταση να αντέξουν τη διαφορά πίεσης που δημιουργείται από τον ανεμιστήρα και ο χρόνος για το πλήρες άνοιγμα του αποσβεστήρα από την ηλεκτρική κίνηση φτάνει τα δύο λεπτά.

Διαχωρισμός των ροπών εκκίνησης ηλεκτροκινητήρων. Ασύγχρονοι κινητήρεςμπορεί συχνά να έχει μεγάλα ρεύματα εκκίνησης. Εάν οι ανεμιστήρες, οι κινητήρες αποσβεστήρα αέρα και άλλοι ηλεκτροκινητήρες ξεκινήσουν ταυτόχρονα, τότε λόγω του μεγάλου φορτίου στο ηλεκτρικό δίκτυο του κτιρίου, η τάση θα μειωθεί σημαντικά και οι ηλεκτροκινητήρες ενδέχεται να μην ξεκινήσουν. Ως εκ τούτου, η εκκίνηση των ηλεκτροκινητήρων, ειδικά της υψηλής ισχύος, πρέπει να εξαπλωθεί με την πάροδο του χρόνου.

Προθέρμανση του θερμαντήρα. Εάν ο θερμοσίφωνας δεν έχει προθερμανθεί, η αντιπαγετική προστασία μπορεί να ενεργοποιηθεί σε χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες. Επομένως, κατά την εκκίνηση του συστήματος, είναι απαραίτητο να ανοίξετε τους αποσβεστήρες αέρα τροφοδοσίας, ανοιχτούς βαλβίδα τριών κατευθύνσεωνθερμοσίφωνα και ζεστάνετε τη θερμάστρα. Κατά κανόνα, αυτή η λειτουργία ενεργοποιείται όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι κάτω από 12 °C.

Η αντίστροφη επιλογή είναι η "ακολουθία τερματισμού λειτουργίας" Όταν τερματίζετε τη λειτουργία του συστήματος, σκεφτείτε:

Σταματήστε την καθυστέρηση του ανεμιστήρα αέρα τροφοδοσίας σε μονάδες με ηλεκτρική θερμάστρα. Αφού αφαιρέσετε την τάση από τον ηλεκτρικό θερμαντήρα, θα πρέπει να κρυώσει για κάποιο χρονικό διάστημα χωρίς να απενεργοποιήσετε τον ανεμιστήρα αέρα τροφοδοσίας. Διαφορετικά, το θερμαντικό στοιχείο του θερμοσίφωνα (θερμικό ηλεκτρικό θερμοσίφωνα - θερμαντικό στοιχείο) μπορεί να αστοχήσει. Για τις υπάρχουσες εργασίες σχεδιασμού διπλωμάτων, αυτή η επιλογή δεν είναι σημαντική λόγω της χρήσης θερμοσίφωνα, αλλά είναι επίσης σημαντικό να το σημειώσετε.

Έτσι, με βάση τις επιλεγμένες επιλογές για έλεγχο λειτουργίας και προγράμματος, είναι δυνατό να παρουσιαστεί ένα τυπικό χρονοδιάγραμμα για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των συσκευών των συσκευών χειρισμού αέρα.

Ρύζι. 1.2 - Τυπικό κυκλόγραμμα λειτουργίας ACS PVV με θερμοσίφωνα

Ολόκληρος αυτός ο κύκλος (Εικ. 1.2) το σύστημα θα πρέπει να λειτουργεί αυτόματα και, επιπλέον, θα πρέπει να παρέχεται μεμονωμένη εκκίνηση του εξοπλισμού, η οποία είναι απαραίτητη κατά τη ρύθμιση και την προληπτική συντήρηση.

Εξίσου σημαντικές είναι οι λειτουργίες του ελέγχου προγράμματος, όπως η αλλαγή της λειτουργίας χειμώνα-καλοκαίρι. Η υλοποίηση αυτών των λειτουργιών είναι ιδιαίτερα σημαντική σε σύγχρονες συνθήκεςέλλειψη ενεργειακών πόρων. Στα κανονιστικά έγγραφα, η εκτέλεση αυτής της λειτουργίας έχει συμβουλευτικό χαρακτήρα - "για δημόσια, διοικητικά, οικιστικά και βιομηχανικά κτίρια, κατά κανόνα, θα πρέπει να προβλέπεται προγραμματική ρύθμιση των παραμέτρων, εξασφαλίζοντας μείωση της κατανάλωσης θερμότητας".

Στην απλούστερη περίπτωση, αυτές οι λειτουργίες παρέχουν είτε γενική απενεργοποίηση του κλιματιστικού σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή είτε μείωση (αύξηση) της καθορισμένης τιμής μιας ελεγχόμενης παραμέτρου (για παράδειγμα, θερμοκρασία) ανάλογα με τις αλλαγές στα θερμικά φορτία στο εξυπηρετούμενο δωμάτιο.

Πιο αποτελεσματικός, αλλά και πιο δύσκολος στην εφαρμογή, είναι ο έλεγχος λογισμικού, ο οποίος προβλέπει αυτόματη αλλαγή στη δομή του συστήματος κλιματισμού και τον αλγόριθμο λειτουργίας του όχι μόνο στην παραδοσιακή λειτουργία χειμώνα-καλοκαίρι, αλλά και σε μεταβατικές λειτουργίες. Η ανάλυση και σύνθεση της δομής του EWP και του αλγόριθμου λειτουργίας του γίνεται συνήθως με βάση το θερμοδυναμικό τους μοντέλο.

Στην περίπτωση αυτή, το κύριο κριτήριο παρακίνησης και βελτιστοποίησης, κατά κανόνα, είναι η επιθυμία να εξασφαλιστεί, ενδεχομένως, η ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας με περιορισμούς στο κόστος κεφαλαίου, τις διαστάσεις κ.λπ.

1.1.3 Λειτουργία " προστατευτικές λειτουργίεςκαι κλειδαριές"

Οι προστατευτικές λειτουργίες και οι ασφάλειες που είναι κοινές στα συστήματα αυτοματισμού και στον ηλεκτρικό εξοπλισμό (προστασία από βραχυκύκλωμα, υπερθέρμανση, περιορισμοί κίνησης κ.λπ.) ορίζονται από διυπηρεσιακό κανονιστικά έγγραφα. Τέτοιες λειτουργίες συνήθως υλοποιούνται από ξεχωριστές συσκευές (ασφάλειες, συσκευές υπολειπόμενου ρεύματος, διακόπτες ορίου κ.λπ.). Η χρήση τους ρυθμίζεται από τους κανόνες ηλεκτρικής εγκατάστασης (PUE), τους κανόνες πυρασφάλειας (PPB).

Προστασία από παγετό. Η αυτόματη λειτουργία προστασίας από τον παγετό πρέπει να παρέχεται σε περιοχές με υπολογισμένη εξωτερική θερμοκρασία για την ψυχρή περίοδο μείον 5 °C και κάτω. Οι εναλλάκτες θερμότητας της πρώτης θέρμανσης (θερμοσίφωνας) και οι ανακτητές (εάν υπάρχουν) υπόκεινται σε προστασία.

Συνήθως, η αντιπαγωτική προστασία των εναλλάκτη θερμότητας πραγματοποιείται με βάση αισθητήρες ή αισθητήρες-ρελέ για τη θερμοκρασία του αέρα κατάντη της συσκευής και τη θερμοκρασία του φορέα θερμότητας στον αγωγό επιστροφής.

Ο κίνδυνος παγώματος προβλέπεται από τη θερμοκρασία του αέρα μπροστά από τη συσκευή (tн<5 °С). При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор.

Κατά τις μη εργάσιμες ώρες, για συστήματα με αντιπαγετική προστασία, η βαλβίδα πρέπει να παραμένει ελαφρώς ανοιχτή (5-25%) με τον αποσβεστήρα εξωτερικού αέρα κλειστό. Για μεγαλύτερη αξιοπιστία προστασίας όταν το σύστημα είναι απενεργοποιημένο, μερικές φορές εφαρμόζεται η λειτουργία αυτόματης ρύθμισης (σταθεροποίησης) της θερμοκρασίας του νερού στον αγωγό επιστροφής.

1.1.4 Λειτουργία "προστασία τεχνολογικού εξοπλισμού και ηλεκτρικού εξοπλισμού"

1. Έλεγχος μόλυνσης φίλτρου

Ο έλεγχος απόφραξης του φίλτρου εκτιμάται από την πτώση πίεσης κατά μήκος του φίλτρου, η οποία μετράται από έναν αισθητήρα διαφορικής πίεσης. Ο αισθητήρας μετρά τη διαφορά στην πίεση αέρα πριν και μετά το φίλτρο. Η επιτρεπόμενη πτώση πίεσης κατά μήκος του φίλτρου υποδεικνύεται στο διαβατήριό του (για μετρητές πίεσης που παρουσιάζονται στις εργοστασιακές διαδρομές αέρα, σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων - 150-300 Pa). Αυτή η διαφορά ρυθμίζεται κατά τη θέση σε λειτουργία του συστήματος στον αισθητήρα διαφορικού (ρύθμιση αισθητήρα). Όταν επιτευχθεί το σημείο ρύθμισης, ο αισθητήρας στέλνει ένα σήμα σχετικά με τη μέγιστη σκόνη του φίλτρου και την ανάγκη συντήρησης ή αντικατάστασής του. Εάν το φίλτρο δεν καθαριστεί ή αντικατασταθεί εντός ορισμένου χρονικού διαστήματος (συνήθως 24 ωρών) μετά την έκδοση του συναγερμού ορίου σκόνης, συνιστάται η απενεργοποίηση έκτακτης ανάγκης του συστήματος.

Παρόμοιοι αισθητήρες συνιστάται να τοποθετούνται σε ανεμιστήρες. Εάν ο ανεμιστήρας ή ο ιμάντας μετάδοσης κίνησης του ανεμιστήρα αποτύχει, το σύστημα πρέπει να τεθεί εκτός λειτουργίας σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης. Ωστόσο, τέτοιοι αισθητήρες συχνά παραμελούνται για λόγους οικονομίας, γεγονός που περιπλέκει πολύ τα διαγνωστικά και την αντιμετώπιση προβλημάτων του συστήματος στο μέλλον.

2. Άλλες αυτόματες κλειδαριές

Επιπλέον, θα πρέπει να παρέχονται αυτόματες κλειδαριές για:

Άνοιγμα και κλείσιμο των αποσβεστήρων εξωτερικού αέρα όταν οι ανεμιστήρες είναι ενεργοποιημένοι και απενεργοποιημένοι (αποσβεστήρας).

Βαλβίδες ανοίγματος και κλεισίματος συστημάτων εξαερισμού που συνδέονται με αεραγωγούς για πλήρη ή μερική εναλλαξιμότητα σε περίπτωση βλάβης ενός από τα συστήματα.

Βαλβίδες κλεισίματος συστημάτων εξαερισμού για χώρους που προστατεύονται από εγκαταστάσεις πυρόσβεσης αερίου όταν οι ανεμιστήρες των συστημάτων εξαερισμού αυτών των χώρων είναι απενεργοποιημένοι.

Εξασφάλιση της ελάχιστης ροής εξωτερικού αέρα σε συστήματα με μεταβλητή ροή κ.λπ.

1.1.5 Λειτουργίες ελέγχου

Ρυθμιστικές λειτουργίες - η αυτόματη συντήρηση των ρυθμισμένων παραμέτρων είναι εξ ορισμού οι κύριες για συστήματα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής που λειτουργούν με μεταβλητή ροή, ανακυκλοφορία αέρα, θέρμανση αέρα.

Αυτές οι λειτουργίες εκτελούνται χρησιμοποιώντας κλειστούς βρόχους ελέγχου, στους οποίους η αρχή ανάδρασης είναι παρούσα σε ρητή μορφή: οι πληροφορίες σχετικά με το αντικείμενο που προέρχονται από αισθητήρες μετατρέπονται από συσκευές ελέγχου σε ενέργειες ελέγχου. Στο σχ. Το 1.3 δείχνει ένα παράδειγμα βρόχου ελέγχου θερμοκρασίας αέρα παροχής σε κλιματιστικό με αγωγούς. Η θερμοκρασία του αέρα διατηρείται από έναν θερμοσίφωνα από τον οποίο διέρχεται το ψυκτικό υγρό. Ο αέρας που διέρχεται από τη θερμάστρα θερμαίνεται. Η θερμοκρασία του αέρα μετά τον θερμοσίφωνα μετράται από έναν αισθητήρα (T), και στη συνέχεια η τιμή του τροφοδοτείται στη συσκευή σύγκρισης (Η.Π.Α.) της μετρούμενης τιμής θερμοκρασίας και της τιμής ρύθμισης θερμοκρασίας. Ανάλογα με τη διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας σημείου ρύθμισης (Tset) και της μετρούμενης τιμής θερμοκρασίας (Tmeas), η συσκευή ελέγχου (P) παράγει ένα σήμα που επενεργεί στον ενεργοποιητή (M - ηλεκτρική κίνηση βαλβίδας τριών κατευθύνσεων). Ο ενεργοποιητής ανοίγει ή κλείνει τη βαλβίδα τριών κατευθύνσεων σε μια θέση όπου το σφάλμα είναι:

e \u003d Tust - Tism

θα είναι ελάχιστη.

Ρύζι. 1.3 - Τροφοδοτικό κύκλωμα ελέγχου θερμοκρασίας αέρα στον αγωγό αέρα με εναλλάκτη θερμότητας νερού: T - αισθητήρας. ΗΠΑ - συσκευή σύγκρισης. P - συσκευή ελέγχου. M - εκτελεστική συσκευή

Έτσι, η κατασκευή ενός συστήματος αυτόματου ελέγχου (ACS) με βάση τις απαιτήσεις για ακρίβεια και άλλες παραμέτρους της λειτουργίας του (σταθερότητα, ταλάντωση κ.λπ.) περιορίζεται στην επιλογή της δομής και των στοιχείων του, καθώς και στον προσδιορισμό τις παραμέτρους του ελεγκτή. Συνήθως, αυτό γίνεται από ειδικούς αυτοματισμού χρησιμοποιώντας την κλασική θεωρία ελέγχου. Θα σημειώσω μόνο ότι οι ρυθμίσεις του ελεγκτή καθορίζονται από τις δυναμικές ιδιότητες του αντικειμένου ελέγχου και τον επιλεγμένο νόμο ελέγχου. Ο νόμος ρύθμισης είναι η σχέση μεταξύ των σημάτων εισόδου (?) και εξόδου (Ur) του ρυθμιστή.

Ο απλούστερος είναι ο αναλογικός νόμος ρύθμισης, σε ποιον; και το Ur διασυνδέονται με σταθερό συντελεστή Kp. Αυτός ο συντελεστής είναι η παράμετρος ρύθμισης ενός τέτοιου ελεγκτή, ο οποίος ονομάζεται ρυθμιστής P. Η υλοποίησή του απαιτεί τη χρήση ενός ρυθμιζόμενου ενισχυτικού στοιχείου (μηχανικό, πνευματικό, ηλεκτρικό κ.λπ.), το οποίο μπορεί να λειτουργήσει τόσο με όσο και χωρίς πρόσθετη πηγή ενέργειας.

Μία από τις ποικιλίες των ελεγκτών P είναι ελεγκτές θέσης που εφαρμόζουν έναν αναλογικό νόμο ελέγχου στο Kp και σχηματίζουν ένα σήμα εξόδου Ur που έχει έναν ορισμένο αριθμό σταθερών τιμών, για παράδειγμα, δύο ή τρεις, που αντιστοιχούν σε ελεγκτές δύο ή τριών θέσεων. Τέτοιοι ελεγκτές ονομάζονται μερικές φορές ελεγκτές ρελέ λόγω της ομοιότητας των γραφικών χαρακτηριστικών τους με εκείνα ενός ρελέ. Η παράμετρος ρύθμισης τέτοιων ρυθμιστών είναι η τιμή της νεκρής ζώνης De.

Στην τεχνολογία του αυτοματισμού των συστημάτων εξαερισμού, οι ελεγκτές on-off, λόγω της απλότητας και της αξιοπιστίας τους, έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στον έλεγχο της θερμοκρασίας (θερμοστάτες), της πίεσης (διακόπτες πίεσης) και άλλων παραμέτρων της κατάστασης διεργασίας.

Ρυθμιστές δύο θέσεων χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα αυτόματης προστασίας, μπλοκαρίσματος και εναλλαγής τρόπων λειτουργίας εξοπλισμού. Σε αυτή την περίπτωση, οι λειτουργίες τους εκτελούνται από αισθητήρες-ρελέ.

Παρά αυτά τα πλεονεκτήματα των ρυθμιστών P, έχουν μεγάλο στατικό σφάλμα (για μικρές τιμές Kp) και τάση αυτοταλάντωσης (για μεγάλες τιμές Kp). Επομένως, με υψηλότερες απαιτήσεις για τις ρυθμιστικές λειτουργίες των συστημάτων αυτοματισμού όσον αφορά την ακρίβεια και τη σταθερότητα, χρησιμοποιούνται επίσης πιο περίπλοκοι νόμοι ελέγχου, για παράδειγμα, νόμοι PI και PID.

Επίσης, η ρύθμιση της θερμοκρασίας θέρμανσης του αέρα μπορεί να πραγματοποιηθεί από έναν ρυθμιστή P, ο οποίος λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή της εξισορρόπησης: αυξήστε τη θερμοκρασία όταν η τιμή της είναι μικρότερη από την καθορισμένη τιμή και αντίστροφα. Αυτή η ερμηνεία του νόμου έχει βρει εφαρμογή και σε συστήματα που δεν απαιτούν υψηλή ακρίβεια.

1.2 Ανάλυση υφιστάμενων τυπικών σχημάτων για αυτόματο αερισμό καταστημάτων παραγωγής

Υπάρχει ένας αριθμός τυπικών εφαρμογών της αυτοματοποίησης του συστήματος εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής, καθεμία από τις οποίες έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Σημειώνω ότι παρά την παρουσία πολλών τυπικών σχημάτων και εξελίξεων, είναι πολύ δύσκολο να δημιουργηθεί ένα τέτοιο ACS που θα είναι ευέλικτο ως προς τις ρυθμίσεις σε σχέση με την παραγωγή όπου υλοποιείται. Έτσι, για το σχεδιασμό ενός ACS για εξαερισμό αέρα και αέρα, διεξοδική ανάλυση της υπάρχουσας δομής εξαερισμού, ανάλυση των τεχνολογικών διαδικασιών του κύκλου παραγωγής, καθώς και ανάλυση των απαιτήσεων για προστασία της εργασίας, οικολογία, ηλεκτρική και απαιτείται πυρασφάλεια. Επιπλέον, το συχνά σχεδιασμένο ACS PVV είναι εξειδικευμένο σε σχέση με το πεδίο εφαρμογής του.

Σε κάθε περίπτωση, οι ακόλουθες ομάδες θεωρούνται συνήθως ως τυπικά αρχικά δεδομένα στο αρχικό στάδιο σχεδιασμού:

1. Γενικά δεδομένα: εδαφική θέση του αντικειμένου (πόλη, περιοχή). είδος και σκοπός του αντικειμένου.

2. Πληροφορίες για το κτίριο και τις εγκαταστάσεις: σχέδια και τομές που υποδεικνύουν όλες τις διαστάσεις και υψόμετρα σε σχέση με το επίπεδο του εδάφους. ένδειξη των κατηγοριών χώρων (σε αρχιτεκτονικά σχέδια) σύμφωνα με τα πρότυπα πυρασφάλειας· διαθεσιμότητα τεχνικών περιοχών με ένδειξη των μεγεθών τους· θέση και χαρακτηριστικά των υφιστάμενων συστημάτων εξαερισμού· χαρακτηριστικά των μεταφορέων ενέργειας·

3. Πληροφορίες σχετικά με την τεχνολογική διαδικασία: σχέδια του τεχνολογικού έργου (σχέδια) που υποδεικνύουν την τοποθέτηση τεχνολογικού εξοπλισμού. προδιαγραφή εξοπλισμού με ένδειξη της εγκατεστημένης ισχύος· χαρακτηριστικά του τεχνολογικού καθεστώτος -- ο αριθμός των βάρδιων εργασίας, ο μέσος αριθμός εργαζομένων ανά βάρδια. τρόπος λειτουργίας εξοπλισμού (ταυτόχρονη λειτουργία, συντελεστές φορτίου κ.λπ.). την ποσότητα των επιβλαβών εκπομπών στον αέρα (MAC επιβλαβών ουσιών).

Ως αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό της αυτοματοποίησης του συστήματος PVV, βγάζουν:

Η απόδοση του υπάρχοντος συστήματος (τροφοδοσία, ανταλλαγή αέρα).

Κατάλογος των παραμέτρων αέρα που πρέπει να ρυθμιστούν.

Όρια ρύθμισης;

Η λειτουργία του αυτοματισμού κατά τη λήψη σημάτων από άλλα συστήματα.

Έτσι, η εκτέλεση του συστήματος αυτοματισμού σχεδιάζεται με βάση τα καθήκοντα που του έχουν ανατεθεί, λαμβάνοντας υπόψη τους κανόνες και τους κανόνες, καθώς και γενικά αρχικά δεδομένα και σχήματα. Η κατάρτιση του σχεδίου και η επιλογή του εξοπλισμού για το σύστημα αυτοματισμού εξαερισμού πραγματοποιείται μεμονωμένα.

Ας παρουσιάσουμε τα υπάρχοντα τυποποιημένα σχήματα συστημάτων ελέγχου τροφοδοσίας και εξαερισμού, θα χαρακτηρίσουμε μερικά από αυτά σχετικά με τη δυνατότητα χρήσης τους για την επίλυση των προβλημάτων του έργου βαθμολόγησης (Εικ. 1.4 - 1.5, 1.9).

Ρύζι. 1.4 - Αερισμός άμεσης ροής ACS

Αυτά τα συστήματα αυτοματισμού έχουν βρει ενεργή χρήση σε εργοστάσια, εργοστάσια, κτίρια γραφείων. Το αντικείμενο ελέγχου εδώ είναι ο θάλαμος αυτοματισμού (πίνακας ελέγχου), οι συσκευές στερέωσης είναι αισθητήρες καναλιών, η δράση ελέγχου είναι στους κινητήρες των κινητήρων ανεμιστήρα, στους κινητήρες αποσβεστήρα. Υπάρχει επίσης ATS θέρμανσης/ψύξης. Κοιτάζοντας το μέλλον, μπορεί να σημειωθεί ότι το σύστημα που φαίνεται στο Σχ. 1.4α είναι ένα πρωτότυπο του συστήματος που πρέπει να χρησιμοποιηθεί στο τμήμα χύτευσης με έγχυση της Οπτικής και Μηχανικής Εγκατάστασης OAO Vologda. Η ψύξη αέρα σε βιομηχανικούς χώρους είναι αναποτελεσματική λόγω του όγκου αυτών των χώρων και η θέρμανση αποτελεί προϋπόθεση για τη σωστή λειτουργία του συστήματος αυτόματου ελέγχου του εξοπλισμού διαχείρισης αέρα.

Ρύζι. 1.5- Αερισμός ACS με εναλλάκτες θερμότητας

Η κατασκευή συστήματος αυτόματου ελέγχου Φ/Β με χρήση μονάδων ανάκτησης θερμότητας (ανακτητές) επιτρέπει την επίλυση των προβλημάτων υπερβολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας (για ηλεκτρικούς θερμαντήρες), των προβλημάτων εκπομπών στο περιβάλλον. Το νόημα της ανάκτησης είναι ότι ο αέρας που αφαιρείται αμετάκλητα από το δωμάτιο, έχοντας μια καθορισμένη θερμοκρασία στο δωμάτιο, ανταλλάσσει ενέργεια με τον εισερχόμενο εξωτερικό αέρα, οι παράμετροι του οποίου, κατά κανόνα, διαφέρουν σημαντικά από αυτές που έχουν ρυθμιστεί. Εκείνοι. το χειμώνα, ο θερμός αέρας εκχύλισης που αφαιρείται θερμαίνει εν μέρει τον εξωτερικό αέρα τροφοδοσίας, ενώ το καλοκαίρι ο ψυχρότερος αέρας εξαγωγής ψύχει εν μέρει τον αέρα παροχής. Στην καλύτερη περίπτωση, η ανάκτηση μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας για την επεξεργασία του αέρα παροχής κατά 80%.

Τεχνικά, η ανάκτηση στον εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας περιστρεφόμενους εναλλάκτες θερμότητας και συστήματα με ενδιάμεσο φορέα θερμότητας. Έτσι, έχουμε κέρδος τόσο στη θέρμανση του αέρα όσο και στη μείωση του ανοίγματος των αποσβεστήρων (επιτρέπεται περισσότερος χρόνος αδράνειας των κινητήρων που ελέγχουν τους αποσβεστήρες) - όλα αυτά δίνουν ένα συνολικό κέρδος όσον αφορά την εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας.

Τα συστήματα ανάκτησης θερμότητας είναι πολλά υποσχόμενα και ενεργά και εισάγονται για να αντικαταστήσουν παλαιότερα συστήματα εξαερισμού. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι τέτοια συστήματα κοστίζουν πρόσθετες επενδύσεις κεφαλαίου, ωστόσο, η περίοδος απόσβεσης είναι σχετικά μικρή, ενώ η κερδοφορία είναι πολύ υψηλή. Επίσης, η απουσία σταθερής απελευθέρωσης στο περιβάλλον αυξάνει την περιβαλλοντική απόδοση μιας τέτοιας οργάνωσης αυτόματου εξοπλισμού. Η απλοποιημένη λειτουργία του συστήματος με ανάκτηση θερμότητας από τον αέρα (ανακυκλοφορία αέρα) φαίνεται στο Σχ. 1.6.

Ρύζι. 1.6 - Λειτουργία του συστήματος ανταλλαγής αέρα με ανακυκλοφορία (ανάκτηση)

Οι εναλλάκτες θερμότητας εγκάρσιας ροής ή πλάκας (Εικ. 1.5 γ, δ) αποτελούνται από πλάκες (αλουμίνιο), που αντιπροσωπεύουν ένα σύστημα καναλιών για τη ροή δύο ρευμάτων αέρα. Τα τοιχώματα του αγωγού είναι κοινά για παροχή και εξαγωγή αέρα και είναι εύκολο να μεταφερθούν. Λόγω της μεγάλης επιφάνειας ανταλλαγής και της τυρβώδους ροής αέρα στα κανάλια, επιτυγχάνεται υψηλός βαθμός ανάκτησης θερμότητας (μεταφορά θερμότητας) με σχετικά χαμηλή υδραυλική αντίσταση. Η απόδοση των πλακών εναλλάκτη θερμότητας φτάνει το 70%.

Ρύζι. 1.7 - Οργάνωση ανταλλαγής αέρα ACS PVV με βάση εναλλάκτες θερμότητας πλάκας

Χρησιμοποιείται μόνο η αισθητή θερμότητα του αέρα εξαγωγής, αφού Ο αέρας τροφοδοσίας και εξαγωγής δεν αναμιγνύονται με κανέναν τρόπο και το συμπύκνωμα που σχηματίζεται κατά την ψύξη του αέρα εξαγωγής συγκρατείται από τον διαχωριστή και απομακρύνεται από το σύστημα αποστράγγισης από το δοχείο αποστράγγισης. Για να αποφευχθεί το πάγωμα του συμπυκνώματος σε χαμηλές θερμοκρασίες (έως -15°C), διαμορφώνονται οι αντίστοιχες απαιτήσεις για αυτοματισμό: πρέπει να διασφαλίζει την περιοδική διακοπή λειτουργίας του ανεμιστήρα τροφοδοσίας ή την απομάκρυνση μέρους του εξωτερικού αέρα στο κανάλι παράκαμψης παρακάμπτοντας τη θερμότητα. κανάλια εναλλάκτη. Ο μόνος περιορισμός στην εφαρμογή αυτής της μεθόδου είναι η υποχρεωτική διέλευση των κλάδων τροφοδοσίας και εξάτμισης σε ένα σημείο, κάτι που στην περίπτωση απλού εκσυγχρονισμού του ACS επιβάλλει μια σειρά από δυσκολίες.

Τα συστήματα ανάκτησης με ενδιάμεσο φορέα θερμότητας (Εικ. 1.5 α, β) είναι ένα ζεύγος εναλλάκτη θερμότητας που συνδέεται με έναν κλειστό αγωγό. Ο ένας εναλλάκτης θερμότητας βρίσκεται στον αγωγό εξαγωγής και ο άλλος στον αγωγό τροφοδοσίας. Ένα μη παγωμένο μείγμα γλυκόλης κυκλοφορεί σε ένα κλειστό κύκλωμα, μεταφέροντας θερμότητα από τον έναν εναλλάκτη θερμότητας στον άλλο, και σε αυτή την περίπτωση, η απόσταση από τη μονάδα διαχείρισης αέρα στη μονάδα εξάτμισης μπορεί να είναι πολύ σημαντική.

Η απόδοση της ανάκτησης θερμότητας με αυτή τη μέθοδο δεν υπερβαίνει το 60%. Το κόστος είναι σχετικά υψηλό, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις αυτή μπορεί να είναι η μόνη επιλογή για ανάκτηση θερμότητας.

Ρύζι. 1.8 - Η αρχή της ανάκτησης θερμότητας χρησιμοποιώντας έναν ενδιάμεσο φορέα θερμότητας

Περιστροφικός εναλλάκτης θερμότητας (περιστρεφόμενος εναλλάκτης θερμότητας, ανακτητής) - είναι ένας ρότορας με κανάλια για οριζόντια διέλευση αέρα. Μέρος του ρότορα βρίσκεται στον αγωγό εξάτμισης και μέρος στον αγωγό τροφοδοσίας. Περιστρέφοντας, ο ρότορας λαμβάνει θερμότητα από τον αέρα εξαγωγής και τη μεταφέρει στον αέρα τροφοδοσίας και μεταφέρεται τόσο η αισθητή όσο και η λανθάνουσα θερμότητα, καθώς και η υγρασία. Η απόδοση της ανάκτησης θερμότητας είναι μέγιστη και φτάνει το 80%.

Ρύζι. 1.9 - ACS PVV με περιστροφικό εναλλάκτη θερμότητας

Ο περιορισμός στη χρήση αυτής της μεθόδου επιβάλλεται κυρίως από το γεγονός ότι έως και 10% του αέρα εξαγωγής αναμιγνύεται με τον αέρα παροχής και σε ορισμένες περιπτώσεις αυτό είναι απαράδεκτο ή ανεπιθύμητο (εάν ο αέρας έχει σημαντικό επίπεδο ρύπανσης) . Οι απαιτήσεις σχεδιασμού είναι παρόμοιες με την προηγούμενη έκδοση - τα μηχανήματα εξάτμισης και τροφοδοσίας βρίσκονται στο ίδιο μέρος. Αυτή η μέθοδος είναι πιο ακριβή από την πρώτη και χρησιμοποιείται σπάνια.

Γενικά, τα συστήματα με ανάκτηση είναι 40-60% πιο ακριβά από παρόμοια συστήματα χωρίς ανάκτηση, ωστόσο, το λειτουργικό κόστος θα διαφέρει σημαντικά. Ακόμη και με τις σημερινές τιμές ενέργειας, η περίοδος απόσβεσης για ένα σύστημα ανάκαμψης δεν υπερβαίνει τις δύο περιόδους θέρμανσης.

Θα ήθελα να σημειώσω ότι η εξοικονόμηση ενέργειας επηρεάζεται και από αλγόριθμους ελέγχου. Ωστόσο, θα πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη ότι όλα τα συστήματα εξαερισμού είναι σχεδιασμένα για ορισμένες μέσες συνθήκες. Για παράδειγμα, ο ρυθμός ροής εξωτερικού αέρα καθορίστηκε για έναν αριθμό ατόμων, αλλά στην πραγματικότητα το δωμάτιο μπορεί να είναι μικρότερο από το 20% της αποδεκτής τιμής, φυσικά, σε αυτήν την περίπτωση, ο υπολογισμένος ρυθμός ροής εξωτερικού αέρα θα είναι σαφώς υπερβολικός. Ο αερισμός σε υπερβολική λειτουργία θα οδηγήσει σε αδικαιολόγητη απώλεια ενεργειακών πόρων. Είναι λογικό σε αυτή την περίπτωση να εξετάσετε πολλούς τρόπους λειτουργίας, για παράδειγμα, χειμώνα / καλοκαίρι. Εάν η αυτοματοποίηση είναι σε θέση να ορίσει τέτοιες λειτουργίες, η εξοικονόμηση είναι προφανής. Μια άλλη προσέγγιση σχετίζεται με τη ρύθμιση της ροής του εξωτερικού αέρα ανάλογα με την ποιότητα του περιβάλλοντος αερίου μέσα στο δωμάτιο, δηλ. το σύστημα αυτοματισμού περιλαμβάνει αναλυτές αερίων για επιβλαβή αέρια και επιλέγει την τιμή της ροής του εξωτερικού αέρα έτσι ώστε η περιεκτικότητα σε επιβλαβή αέρια να μην υπερβαίνει τις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές.

1.3 Έρευνα μάρκετινγκ

Επί του παρόντος, όλοι οι κορυφαίοι κατασκευαστές εξοπλισμού εξαερισμού στον κόσμο εκπροσωπούνται ευρέως στην αγορά αυτοματισμών για εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής και καθένας από αυτούς ειδικεύεται στην παραγωγή εξοπλισμού σε ένα συγκεκριμένο τμήμα. Ολόκληρη η αγορά εξοπλισμού εξαερισμού μπορεί να χωριστεί στους ακόλουθους τομείς εφαρμογής:

Οικιακές και ημιβιομηχανικές χρήσεις.

Βιομηχανικός σκοπός;

Εξοπλισμός εξαερισμού για «ειδικούς» σκοπούς.

Δεδομένου ότι το έργο βαθμολόγησης εξετάζει το σχεδιασμό αυτοματισμών για τα συστήματα τροφοδοσίας και εξάτμισης βιομηχανικών χώρων, προκειμένου να συγκριθεί η προτεινόμενη ανάπτυξη με αυτά που διατίθενται στην αγορά, είναι απαραίτητο να επιλεγούν παρόμοια υπάρχοντα πακέτα αυτοματισμού από γνωστούς κατασκευαστές.

Τα αποτελέσματα της έρευνας μάρκετινγκ των υφιστάμενων πακέτων PVV της ACS παρουσιάζονται στο Παράρτημα Α.

Έτσι, ως αποτέλεσμα της έρευνας μάρκετινγκ, εξετάστηκαν αρκετά από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ACS PVV από διαφορετικούς κατασκευαστές, με τη μελέτη της τεχνικής τεκμηρίωσής τους, ελήφθησαν οι ακόλουθες πληροφορίες:

Η σύνθεση του αντίστοιχου πακέτου ACS PVV.

Μητρώο παραμέτρων ελέγχου (πίεση στους αεραγωγούς, θερμοκρασία, καθαριότητα, υγρασία αέρα).

Η μάρκα του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή και ο εξοπλισμός του (λογισμικό, σύστημα εντολών, αρχές προγραμματισμού).

Διαθεσιμότητα συνδέσεων με άλλα συστήματα (παρέχεται επικοινωνία με αυτόματα πυροσβεστικά συστήματα, υπάρχει υποστήριξη για πρωτόκολλα τοπικού δικτύου);

Προστατευτικός σχεδιασμός (ηλεκτρική ασφάλεια, πυρασφάλεια, προστασία από τη σκόνη, θόρυβος, προστασία από την υγρασία).

2. Περιγραφή του δικτύου εξαερισμού του εργαστηρίου παραγωγής ως αντικείμενο αυτόματου ελέγχου

Γενικά, με βάση τα αποτελέσματα της ανάλυσης των υφιστάμενων προσεγγίσεων για την αυτοματοποίηση συστημάτων εξαερισμού και προετοιμασίας αέρα, καθώς και το αποτέλεσμα αναλυτικών ανασκοπήσεων τυπικών σχημάτων, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι τα καθήκοντα που εξετάζονται στο έργο αποφοίτησης είναι σχετικά με το σήμερα, εξετάζεται ενεργά και μελετάται από εξειδικευμένα γραφεία σχεδιασμού (SKB).

Σημειώνω ότι υπάρχουν τρεις κύριες προσεγγίσεις για την εφαρμογή αυτοματισμού για το σύστημα εξαερισμού:

Κατανεμημένη προσέγγιση: η υλοποίηση του αυτοματισμού του PVV με βάση τον τοπικό εξοπλισμό μεταγωγής, κάθε ανεμιστήρας ελέγχεται από την αντίστοιχη συσκευή.

Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται για τον σχεδιασμό της αυτοματοποίησης σχετικά μικρών συστημάτων εξαερισμού στα οποία δεν προβλέπεται περαιτέρω επέκταση. Είναι ο μεγαλύτερος σε ηλικία. Τα πλεονεκτήματα της προσέγγισης περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, το γεγονός ότι σε περίπτωση ατυχήματος σε έναν από τους κλάδους ελεγχόμενου αερισμού, το σύστημα κάνει μια έκτακτη διακοπή μόνο αυτού του συνδέσμου/τμήματος. Επιπλέον, αυτή η προσέγγιση είναι σχετικά απλή στην εφαρμογή, δεν απαιτεί πολύπλοκους αλγόριθμους ελέγχου και απλοποιεί τη συντήρηση των συσκευών του συστήματος εξαερισμού.

Κεντρική προσέγγιση: η εφαρμογή του αυτόματου συστήματος εξαερισμού που βασίζεται σε μια ομάδα λογικών ελεγκτών ή σε έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (PLC), ολόκληρο το σύστημα εξαερισμού ελέγχεται κεντρικά σύμφωνα με τα προγραμματισμένα δεδομένα.

Η κεντρική προσέγγιση είναι πιο αξιόπιστη από την κατανεμημένη. Όλη η διαχείριση του VVV είναι άκαμπτη, πραγματοποιείται με βάση το πρόγραμμα. Αυτή η περίσταση επιβάλλει πρόσθετες απαιτήσεις τόσο για τη σύνταξη του κώδικα προγράμματος (είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη πολλές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων των ενεργειών σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης), όσο και για την ειδική προστασία του PLC ελέγχου. Αυτή η προσέγγιση έχει βρει εφαρμογή για μικρά διοικητικά και βιομηχανικά συγκροτήματα. Διακρίνεται από την ευελιξία των ρυθμίσεων, την ικανότητα κλιμάκωσης του συστήματος σε λογικά όρια, καθώς και τη δυνατότητα κινητής ολοκλήρωσης του συστήματος σύμφωνα με μια αρχή μεικτής οργάνωσης.

Μικτή προσέγγιση: χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό μεγάλων συστημάτων (μεγάλος αριθμός ελεγχόμενου εξοπλισμού με τεράστιες επιδόσεις), είναι ένας συνδυασμός μιας κατανεμημένης και κεντρικής προσέγγισης. Στη γενική περίπτωση, αυτή η προσέγγιση προϋποθέτει μια ιεραρχία επιπέδου με επικεφαλής έναν υπολογιστή ελέγχου και βοηθητικούς «μικροϋπολογιστές», σχηματίζοντας έτσι ένα παγκόσμιο δίκτυο παραγωγής ελέγχου σε σχέση με την επιχείρηση. Με άλλα λόγια, αυτή η προσέγγιση είναι μια κατανεμημένη-κεντρική προσέγγιση με αποστολή συστήματος.

Όσον αφορά την εργασία που πρέπει να επιλυθεί στο σχεδιασμό βαθμολόγησης, η πιο προτιμότερη είναι μια κεντρική προσέγγιση για την υλοποίηση της αυτοματοποίησης του PVV. Δεδομένου ότι το σύστημα αναπτύσσεται για μικρές βιομηχανικές εγκαταστάσεις, είναι δυνατή η χρήση αυτής της προσέγγισης για άλλα αντικείμενα με στόχο τη μετέπειτα ενσωμάτωσή τους σε ένα ενιαίο ACS του IPV.

Συχνά, τα ντουλάπια ελέγχου αερισμού παρέχονται με μια διεπαφή που επιτρέπει την παρακολούθηση της κατάστασης του συστήματος εξαερισμού με πληροφορίες που εμφανίζονται σε μια οθόνη υπολογιστή. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η εφαρμογή απαιτεί πρόσθετες επιπλοκές του προγράμματος ελέγχου, εκπαίδευση ειδικού που παρακολουθεί την κατάσταση και λαμβάνει επιχειρησιακές αποφάσεις με βάση οπτικά δεδομένα από την έρευνα αισθητήρων. Επιπλέον, υπάρχει πάντα ένας παράγοντας ανθρώπινου λάθους σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Επομένως, η εφαρμογή αυτής της συνθήκης είναι μάλλον μια πρόσθετη επιλογή στο σχεδιασμό του πακέτου αυτοματισμού PVV.

2.1 Περιγραφή του υφιστάμενου συστήματος αυτόματου ελέγχου τροφοδοσίας και εξαερισμού των καταστημάτων παραγωγής

Για να εξασφαλιστεί η βασική αρχή του αερισμού των καταστημάτων παραγωγής, η οποία συνίσταται στη διατήρηση των παραμέτρων και της σύνθεσης του αέρα εντός αποδεκτών ορίων, είναι απαραίτητο να παρέχεται καθαρός αέρας στους χώρους όπου βρίσκονται οι εργαζόμενοι, ακολουθούμενος από διανομή αέρα σε όλο το δωμάτιο.

Παρακάτω στο σχ. Το 2.1 δείχνει μια απεικόνιση ενός τυπικού συστήματος εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής, παρόμοιο με το οποίο είναι διαθέσιμο στο χώρο υλοποίησης.

Το σύστημα εξαερισμού των βιομηχανικών χώρων αποτελείται από ανεμιστήρες, αεραγωγούς, εισαγωγές εξωτερικού αέρα, συσκευές καθαρισμού του αέρα που εισέρχεται και εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα και μια συσκευή θέρμανσης αέρα (θερμοσίφωνας).

Ο σχεδιασμός των υφιστάμενων συστημάτων εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τις απαιτήσεις του SNiP II 33-75 «Θέρμανση, εξαερισμός και κλιματισμός», καθώς και το GOST 12.4.021-75 «SSBT. Συστήματα εξαερισμού. Γενικές απαιτήσεις», το οποίο καθορίζει τις απαιτήσεις εγκατάστασης, θέσης σε λειτουργία και λειτουργίας.

Ο καθαρισμός του μολυσμένου αέρα που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα πραγματοποιείται με ειδικές συσκευές - διαχωριστές σκόνης (που χρησιμοποιούνται στο χώρο παραγωγής χύτευσης με έγχυση), φίλτρα αεραγωγών κ.λπ. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι διαχωριστές σκόνης δεν απαιτούν πρόσθετο έλεγχο και ενεργοποιούνται όταν ο εξαερισμός είναι ενεργοποιημένος.

Επίσης, ο καθαρισμός του αέρα που εξάγεται από την περιοχή εργασίας μπορεί να πραγματοποιηθεί σε θαλάμους καθίζησης σκόνης (μόνο για χοντρή σκόνη) και ηλεκτροστατικούς κατακρημνιστές (για λεπτή σκόνη). Ο καθαρισμός του αέρα από επιβλαβή αέρια πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών απορροφητικών και απολυμαντικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων αυτών που εφαρμόζονται στα φίλτρα (σε κυψέλες φίλτρων).

Ρύζι. 2.1 - Σύστημα εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής του εργαστηρίου παραγωγής 1 - συσκευή εισαγωγής αέρα. 2 - θερμαντήρες για θέρμανση. 3- ανεμιστήρας παροχής. 4 - κύριος αγωγός αέρα. 5 - κλάδοι του αγωγού. 6 - ακροφύσια τροφοδοσίας. 7 - τοπική αναρρόφηση. 8 και 9 - κύριος. αεραγωγός εξαγωγής? 10 - διαχωριστής σκόνης. 11 - ανεμιστήρας εξάτμισης. 12 - άξονας για την εκτόξευση καθαρού αέρα στην ατμόσφαιρα

Η αυτοματοποίηση του υπάρχοντος συστήματος είναι σχετικά απλή. Η τεχνολογική διαδικασία αερισμού έχει ως εξής:

1. έναρξη της βάρδιας εργασίας - το σύστημα τροφοδοσίας και εξαερισμού έχει ξεκινήσει. Οι ανεμιστήρες οδηγούνται από μια κεντρική μίζα. Με άλλα λόγια, ο πίνακας ελέγχου αποτελείται από δύο εκκινητές - για εκκίνηση και διακοπή / απενεργοποίηση έκτακτης ανάγκης. Η βάρδια διαρκεί 8 ώρες - με μία ώρα διάλειμμα, δηλαδή το σύστημα είναι σε αδράνεια κατά μέσο όρο 1 ώρα κατά τις ώρες εργασίας. Επιπλέον, ένα τέτοιο «μπλοκάρισμα» του ελέγχου είναι οικονομικά αναποτελεσματικό, καθώς οδηγεί σε υπερβολική δαπάνη ηλεκτρικής ενέργειας.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει ανάγκη παραγωγής για συνεχή λειτουργία του εξαερισμού, συνιστάται να τον ενεργοποιείτε όταν ο αέρας είναι μολυσμένος ή, για παράδειγμα, απαιτείται η απομάκρυνση της περίσσειας θερμικής ενέργειας από την περιοχή εργασίας.

2. Το άνοιγμα των αμορτισέρ των συσκευών εισαγωγής αέρα ελέγχεται επίσης από τον τοπικό εξοπλισμό εκκίνησης, ο αέρας με τις παραμέτρους του εξωτερικού περιβάλλοντος (θερμοκρασία, καθαριότητα) έλκεται στους αεραγωγούς από τον ανεμιστήρα τροφοδοσίας λόγω της διαφοράς πίεση.

3. Ο αέρας που λαμβάνεται από το εξωτερικό περιβάλλον διέρχεται μέσω του θερμοσίφωνα, θερμαίνεται σε αποδεκτές τιμές θερμοκρασίας και διοχετεύεται στο δωμάτιο μέσω των αεραγωγών μέσω των ακροφυσίων παροχής. Ο θερμοσίφωνας παρέχει σημαντική θέρμανση του αέρα, ο έλεγχος του θερμοσίφωνα είναι χειροκίνητος, ο ηλεκτρολόγος ανοίγει το αμορτισέρ. Για την καλοκαιρινή περίοδο, η θερμάστρα είναι απενεργοποιημένη. Το ζεστό νερό που παρέχεται από το εσωτερικό λεβητοστάσιο χρησιμοποιείται ως φορέας θερμότητας. Δεν υπάρχει αυτόματο σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας αέρα, με αποτέλεσμα να υπάρχει μεγάλη υπέρβαση πόρων.

Παρόμοια Έγγραφα

Ιδιαιτερότητες χρήσης του συστήματος ελέγχου της μονάδας εξαερισμού παροχής που βασίζεται στον ελεγκτή MS8.2. Βασική λειτουργικότητα του ελεγκτή. Παράδειγμα προδιαγραφής για αυτοματοποίηση εγκατάστασης εξαερισμού τροφοδοσίας για σχήμα βασισμένο στο MC8.2.

πρακτική εργασία, προστέθηκε 25/05/2010


Συγκριτική ανάλυση τεχνικών χαρακτηριστικών τυπικών σχεδίων ψυκτικών πύργων. Στοιχεία συστημάτων ύδρευσης και ταξινόμηση τους. Μαθηματικό μοντέλο διαδικασίας ανακύκλωσης νερού, επιλογή και περιγραφή εξοπλισμού και χειριστηρίων αυτοματισμού.

διατριβή, προστέθηκε 09/04/2013


Βασικές αρχές λειτουργίας του αυτόματου συστήματος ελέγχου για εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής, κατασκευή και μαθηματική περιγραφή του. Εξοπλισμός τεχνολογικής διαδικασίας. Επιλογή και υπολογισμός του ρυθμιστή. Μελέτη ευστάθειας ATS, δείκτες ποιότητάς του.

θητεία, προστέθηκε 16/02/2011


Περιγραφή της διαδικασίας θερμικής-υγρασίας επεξεργασίας προϊόντων με βάση το τσιμεντομπετόν. Αυτοματοποιημένος έλεγχος της διαδικασίας αερισμού του θαλάμου ατμού. Η επιλογή του τύπου του μετρητή διαφορικής πίεσης και ο υπολογισμός της συσκευής στένωσης. Κύκλωμα μέτρησης αυτόματου ποτενσιόμετρου.

θητεία, προστέθηκε 25/10/2009


Χάρτης της τεχνολογικής διαδρομής για την επεξεργασία του ατέρμονα τροχού. Υπολογισμός δικαιωμάτων και περιοριστικών διαστάσεων για την επεξεργασία του προϊόντος. Ανάπτυξη προγράμματος ελέγχου. Αιτιολόγηση και επιλογή της διάταξης σύσφιξης. Υπολογισμός εξαερισμού βιομηχανικών χώρων.

διατριβή, προστέθηκε 29/08/2012


Χαρακτηριστικά του σχεδιασμένου συγκροτήματος και η επιλογή της τεχνολογίας για τις παραγωγικές διαδικασίες. Μηχανοποίηση ύδρευσης και πότισμα ζώων. Τεχνολογικός υπολογισμός και επιλογή εξοπλισμού. Συστήματα εξαερισμού και θέρμανσης αέρα. Υπολογισμός ανταλλαγής αέρα και φωτισμού.

θητεία, προστέθηκε 12/01/2008


Σύστημα εξαερισμού τροφοδοσίας, η εσωτερική του δομή και η σχέση των στοιχείων, αξιολόγηση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων χρήσης, απαιτήσεις εξοπλισμού. Μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας, αυτοματοποίηση ελέγχου ενεργειακά αποδοτικών συστημάτων αερισμού.

θητεία, προστέθηκε 04/08/2015


Ανάπτυξη τεχνολογικού σχεδίου αυτοματισμού ηλεκτρικά θερμαινόμενου δαπέδου. Υπολογισμός και επιλογή στοιχείων αυτοματισμού. Ανάλυση απαιτήσεων στο σύστημα ελέγχου. Προσδιορισμός των κύριων δεικτών αξιοπιστίας. Προφυλάξεις ασφαλείας κατά την εγκατάσταση εξοπλισμού αυτοματισμού.

θητεία, προστέθηκε 30/05/2015


Εξοπλισμός για την τεχνολογική διαδικασία καταλυτικής αναμόρφωσης. Χαρακτηριστικά της αγοράς αυτοματισμών. Επιλογή συγκροτήματος υπολογιστή ελέγχου και μέσα αυτοματισμού πεδίου. Υπολογισμός και επιλογή ρυθμίσεων ρυθμιστή. Τεχνικά μέσα αυτοματισμού.

διατριβή, προστέθηκε 23/05/2015


Τεχνολογική περιγραφή του δομικού σχεδίου του έργου αυτοματοποίησης της επεξεργασίας κορεσμένων αερίων υδρογονανθράκων. Η μελέτη του λειτουργικού διαγράμματος του αυτοματισμού και το σκεπτικό για την επιλογή οργάνων της εγκατάστασης. Μαθηματικό μοντέλο του βρόχου ελέγχου.

Η πρόβλεψη του θερμικού καθεστώτος στις εξυπηρετούμενες περιοχές είναι μια πολυπαραγοντική εργασία. Είναι γνωστό ότι το θερμικό καθεστώς δημιουργείται με τη βοήθεια συστημάτων θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού. Ωστόσο, κατά το σχεδιασμό συστημάτων θέρμανσης, δεν λαμβάνεται υπόψη η επίδραση των ροών αέρα που δημιουργούνται από άλλα συστήματα. Αυτό δικαιολογείται εν μέρει από το γεγονός ότι η επίδραση των ροών αέρα στο θερμικό καθεστώς μπορεί να είναι ασήμαντη με την κανονιστική κινητικότητα του αέρα στις εξυπηρετούμενες περιοχές.

Η χρήση συστημάτων θέρμανσης με ακτινοβολία απαιτεί νέες προσεγγίσεις. Αυτό περιλαμβάνει την ανάγκη συμμόρφωσης με τα πρότυπα ανθρώπινης έκθεσης στους χώρους εργασίας και τη συνεκτίμηση της κατανομής της ακτινοβολούμενης θερμότητας στις εσωτερικές επιφάνειες των περιβλημάτων των κτιρίων. Πράγματι, με τη θέρμανση με ακτινοβολία, αυτές οι επιφάνειες θερμαίνονται κυρίως, οι οποίες, με τη σειρά τους, εκπέμπουν θερμότητα στο δωμάτιο μέσω μεταφοράς και ακτινοβολίας. Λόγω αυτού, διατηρείται η απαιτούμενη θερμοκρασία του εσωτερικού αέρα.

Κατά κανόνα, για τους περισσότερους τύπους χώρων, μαζί με συστήματα θέρμανσης, απαιτούνται συστήματα εξαερισμού. Έτσι, όταν χρησιμοποιείτε συστήματα θέρμανσης με ακτινοβολία αερίου, το δωμάτιο πρέπει να είναι εξοπλισμένο με συστήματα εξαερισμού. Η ελάχιστη ανταλλαγή αέρα των χώρων με την απελευθέρωση επιβλαβών αερίων και ατμών ορίζεται από το SP 60.13330.12. Θέρμανση εξαερισμού και κλιματισμού και είναι τουλάχιστον μία φορά, και σε ύψος άνω των 6 m - τουλάχιστον 6 m 3 ανά 1 m 2 επιφάνειας δαπέδου. Επιπλέον, η απόδοση των συστημάτων εξαερισμού καθορίζεται επίσης από το σκοπό των χώρων και υπολογίζεται από τις συνθήκες αφομοίωσης εκπομπών θερμότητας ή αερίων ή αντιστάθμισης για τοπική αναρρόφηση. Φυσικά, η ποσότητα της ανταλλαγής αέρα πρέπει επίσης να ελεγχθεί για την κατάσταση αφομοίωσης των προϊόντων καύσης. Η αντιστάθμιση των όγκων του αφαιρούμενου αέρα πραγματοποιείται με συστήματα εξαερισμού παροχής. Ταυτόχρονα, σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του θερμικού καθεστώτος στους εξυπηρετούμενους χώρους έχουν οι πίδακες τροφοδοσίας και η θερμότητα που εισάγουν από αυτούς.

Μέθοδος και αποτελέσματα έρευνας

Επομένως, υπάρχει ανάγκη να αναπτυχθεί ένα κατά προσέγγιση μαθηματικό μοντέλο περίπλοκων διαδικασιών μεταφοράς θερμότητας και μάζας που λαμβάνουν χώρα σε ένα δωμάτιο με θέρμανση και αερισμό ακτινοβολίας. Το μαθηματικό μοντέλο είναι ένα σύστημα εξισώσεων ισορροπίας αέρα-θερμότητας για τους χαρακτηριστικούς όγκους και επιφάνειες του δωματίου.

Η λύση του συστήματος καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό των παραμέτρων αέρα στους εξυπηρετούμενους χώρους με διάφορες επιλογές για την τοποθέτηση συσκευών θέρμανσης ακτινοβολίας, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση των συστημάτων εξαερισμού.

Θα εξετάσουμε την κατασκευή ενός μαθηματικού μοντέλου χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας εγκατάστασης παραγωγής εξοπλισμένης με σύστημα θέρμανσης ακτινοβολίας και χωρίς άλλες πηγές παραγωγής θερμότητας. Οι ροές θερμότητας από τα θερμαντικά σώματα κατανέμονται ως εξής. Οι μετααγωγικές ροές ανεβαίνουν στην επάνω ζώνη κάτω από την οροφή και εκπέμπουν θερμότητα στην εσωτερική επιφάνεια. Η ακτινοβολούμενη συνιστώσα της ροής θερμότητας του ψυγείου γίνεται αντιληπτή από τις εσωτερικές επιφάνειες των εξωτερικών δομών που περικλείουν το δωμάτιο. Με τη σειρά τους, αυτές οι επιφάνειες εκπέμπουν θερμότητα μέσω μεταφοράς στον εσωτερικό αέρα και με ακτινοβολία σε άλλες εσωτερικές επιφάνειες. Μέρος της θερμότητας μεταφέρεται μέσω των εξωτερικών δομών εγκλεισμού στον εξωτερικό αέρα. Το σχήμα υπολογισμού της μεταφοράς θερμότητας φαίνεται στο σχ. 1α.

Θα εξετάσουμε την κατασκευή ενός μαθηματικού μοντέλου χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας μονάδας παραγωγής εξοπλισμένης με σύστημα θέρμανσης ακτινοβολίας και χωρίς άλλες πηγές απελευθέρωσης θερμότητας. Οι μετααγωγικές ροές ανεβαίνουν στην επάνω ζώνη κάτω από την οροφή και εκπέμπουν θερμότητα στην εσωτερική επιφάνεια. Η ακτινοβολούμενη συνιστώσα της ροής θερμότητας του καλοριφέρ γίνεται αντιληπτή από τις εσωτερικές επιφάνειες των εξωτερικών δομών που περικλείουν το δωμάτιο

Στη συνέχεια, εξετάστε την κατασκευή του σχήματος κυκλοφορίας ροής αέρα (Εικ. 1β). Ας δεχθούμε το σχήμα της οργάνωσης της ανταλλαγής αέρα "συμπλήρωση". Ο αέρας παρέχεται σε ποσότητα Μ pr προς την κατεύθυνση της εξυπηρετούμενης περιοχής και αφαιρείται από την άνω ζώνη με παροχή Μσε = Μκ.λπ. Στο επίπεδο της κορυφής του εξυπηρετούμενου χώρου, η ροή αέρα στον πίδακα είναι Μσελίδα Η αύξηση της ροής αέρα στον πίδακα τροφοδοσίας οφείλεται στον κυκλοφορούντα αέρα, ο οποίος διαχωρίζεται από τον πίδακα.

Ας εισαγάγουμε υπό όρους όρια ροών - επιφάνειες στις οποίες οι ταχύτητες έχουν μόνο συνιστώσες κανονικές προς αυτές. Στο σχ. 1β, τα όρια ροής φαίνονται με διακεκομμένη γραμμή. Στη συνέχεια επιλέγουμε τους εκτιμώμενους όγκους: εξυπηρετούμενη περιοχή (ένας χώρος με μόνιμη παραμονή ατόμων). όγκους του πίδακα τροφοδοσίας και τις ροές μεταφοράς κοντά στο τοίχωμα. Η κατεύθυνση των ροών μεταφοράς κοντά στον τοίχο εξαρτάται από την αναλογία των θερμοκρασιών της εσωτερικής επιφάνειας των εξωτερικών κατασκευών που περικλείουν και του αέρα του περιβάλλοντος. Στο σχ. Το Σχήμα 1b δείχνει ένα διάγραμμα με μια πτωτική συναγωγική ροή κοντά στο τοίχωμα.

Έτσι, η θερμοκρασία του αέρα στην περιοχή εξυπηρέτησης tΤο wz σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της ανάμιξης αέρα από πίδακες τροφοδοσίας, ροές μεταφοράς κοντά στον τοίχο και θερμότητα μεταφοράς από τις εσωτερικές επιφάνειες του δαπέδου και των τοίχων.

Λαμβάνοντας υπόψη τα αναπτυγμένα σχήματα μεταφοράς θερμότητας και κυκλοφορίας των ροών αέρα (Εικ. 1), θα συνθέσουμε τις εξισώσεις των ισοζυγίων θερμότητας-αέρα για τους κατανεμημένους όγκους:

Εδώ Με— θερμοχωρητικότητα αέρα, J/(kg °C). Qαπό είναι η ισχύς του συστήματος θέρμανσης με ακτινοβολία αερίου, W; Qμε και Q* γ - μεταφορά θερμότητας με συναγωγή από τις εσωτερικές επιφάνειες του τοίχου εντός της εξυπηρετούμενης περιοχής και του τοίχου πάνω από την περιοχή εξυπηρέτησης, W. tσελίδα, tγ και t wz είναι οι θερμοκρασίες αέρα στον πίδακα τροφοδοσίας στην είσοδο της περιοχής εργασίας, στη ροή μεταφοράς κοντά στον τοίχο και στην περιοχή εργασίας, °C. Q tp - απώλεια θερμότητας του δωματίου, W, ίση με το άθροισμα των απωλειών θερμότητας μέσω των εξωτερικών δομών εγκλεισμού:

Η ροή αέρα στον πίδακα τροφοδοσίας στην είσοδο της περιοχής εξυπηρέτησης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τις εξαρτήσεις που ελήφθησαν από τον M. I. Grimitlin.

Για παράδειγμα, για διαχυτές αέρα που δημιουργούν συμπαγείς πίδακες, ο ρυθμός ροής στον πίδακα είναι:

που Μείναι ο συντελεστής απόσβεσης ταχύτητας. φά 0 - περιοχή διατομής του σωλήνα εισόδου του διανομέα αέρα, m 2. Χ- απόσταση από τον διανομέα αέρα έως τον τόπο εισόδου στην περιοχή εξυπηρέτησης, m. ΠΡΟΣ ΤΟ n είναι ο συντελεστής μη ισοθερμικότητας.

Η ροή του αέρα στη ροή μεταφοράς κοντά στον τοίχο προσδιορίζεται από:

που t c είναι η θερμοκρασία της εσωτερικής επιφάνειας των εξωτερικών τοιχωμάτων, °C.

Οι εξισώσεις ισοζυγίου θερμότητας για οριακές επιφάνειες έχουν τη μορφή:

Εδώ Qγ , Q*γ, Q pl και Q pt - μεταφορά θερμότητας μέσω μεταφοράς από τις εσωτερικές επιφάνειες του τοίχου εντός της εξυπηρετούμενης περιοχής - τοίχοι πάνω από την περιοχή εξυπηρέτησης, δάπεδο και επίστρωση, αντίστοιχα. Q tp.s, Q* tp.s, Qσ.τ., Q tp.pt - απώλειες θερμότητας μέσω των αντίστοιχων δομών. WΜε, W*γ, W pl, W nm είναι οι ακτινοβολούμενες ροές θερμότητας από τον πομπό που φθάνουν σε αυτές τις επιφάνειες. Η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή καθορίζεται από τη γνωστή σχέση:

που ΜΤο J είναι ένας συντελεστής που προσδιορίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη θέση της επιφάνειας και την κατεύθυνση της ροής θερμότητας. φά J είναι το εμβαδόν επιφάνειας, m 2 ; Δ t J είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της επιφάνειας και του αέρα του περιβάλλοντος, °C. J— δείκτης τύπου επιφάνειας.

Απώλεια θερμότητας QΤο tJ μπορεί να εκφραστεί ως

που t n είναι η εξωτερική θερμοκρασία του αέρα, °C; t J είναι η θερμοκρασία των εσωτερικών επιφανειών των εξωτερικών δομών εγκλεισμού, °C. Rκαι R n - αντίσταση θερμικής και μεταφοράς θερμότητας του εξωτερικού φράχτη, m 2 ° C / W.

Έχει ληφθεί ένα μαθηματικό μοντέλο διαδικασιών μεταφοράς θερμότητας και μάζας υπό τη συνδυασμένη δράση ακτινοβολίας θέρμανσης και αερισμού. Τα αποτελέσματα της λύσης καθιστούν δυνατή την απόκτηση των κύριων χαρακτηριστικών του θερμικού καθεστώτος κατά το σχεδιασμό συστημάτων θέρμανσης ακτινοβολίας για κτίρια για διάφορους σκοπούς εξοπλισμένα με συστήματα εξαερισμού

Ροές ακτινοβολίας θερμότητας από εκπομπούς συστημάτων θέρμανσης ακτινοβολίας wjυπολογίζονται ως προς τις αμοιβαίες περιοχές ακτινοβολίας σύμφωνα με τη μέθοδο αυθαίρετου προσανατολισμού των εκπομπών και των περιβαλλόντων επιφανειών:

που Με 0 είναι η ικανότητα εκπομπής ενός απολύτως μαύρου σώματος, W / (m 2 K 4). ε IJ είναι ο μειωμένος βαθμός εκπομπής των επιφανειών που εμπλέκονται στην ανταλλαγή θερμότητας Εγώκαι J; HΤο IJ είναι η περιοχή αμοιβαίας ακτινοβολίας των επιφανειών Εγώκαι J m 2 ; Τ I είναι η μέση θερμοκρασία της επιφάνειας ακτινοβολίας, που προσδιορίζεται από το ισοζύγιο θερμότητας του ψυγείου, K; Τ J είναι η θερμοκρασία της επιφάνειας υποδοχής θερμότητας, K.

Αντικαθιστώντας τις εκφράσεις για τις ροές θερμότητας και τους ρυθμούς ροής αέρα στους πίδακες, λαμβάνουμε ένα σύστημα εξισώσεων που είναι ένα κατά προσέγγιση μαθηματικό μοντέλο των διαδικασιών μεταφοράς θερμότητας και μάζας σε θέρμανση με ακτινοβολία. Τα τυπικά προγράμματα υπολογιστή μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίλυση του συστήματος.

Έχει ληφθεί ένα μαθηματικό μοντέλο διαδικασιών μεταφοράς θερμότητας και μάζας υπό τη συνδυασμένη δράση ακτινοβολίας θέρμανσης και αερισμού. Τα αποτελέσματα της λύσης καθιστούν δυνατή την απόκτηση των κύριων χαρακτηριστικών του θερμικού καθεστώτος κατά το σχεδιασμό συστημάτων θέρμανσης ακτινοβολίας για κτίρια για διάφορους σκοπούς εξοπλισμένα με συστήματα εξαερισμού.