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