Форум АСУ в Україні

форум з автоматизації для викладачів, студентів та спеціалістів
Сьогодні: 10 серпня 2020, 10:38

Часовий пояс UTC + 2 годин [ DST ]




Створити нову тему Відповісти  [ 23 повідомлень ]  На сторінку Поперед.  1, 2, 3  Далі
Автор Повідомлення
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 11 січня 2015, 17:00 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
Chapter 7 describes liquid flow through a control valve, including flashing and cavitation effects. The effect of partial valve openings is covered, as well as the various forms of valve characteristic: equal percentage, butterfly, linear and quick-opening. The control valve on the plant will be preceded and succeeded by finite line conductances, and it is necessary to allow for these in calculating the effect of the control valve on flow. The situation is complicated for liquid flow by the possibilities of choking and cavitation within the valve. Chapter 8 presents an explicit procedure for calculating liquid flow from the pipe's upstream and downstream pressures.

Розділ 7 описує потік рідини через регулюючий клапан, в тому числі збурення і ефекти кавітацій. Ефект часткового відкривання клапанів, а також різні форми та характеристики клапана: рівнопропорційні, метелики, лінійні і швидкого відкриття. Контрольованому клапану на виробництві передуватимуть і кінцеви вимикачі, і необхідно врахувати їх в обчисленні ефекту контрольованого клапана на потоці. Ситуація ускладнюється для потоку рідини з можливістю засмічення і кавітації в клапані. Розділ 8 являє явну процедуру для обчислення потоку рідини в трубах з нагнітаючим і всмоктуючим тиском.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 11 січня 2015, 17:54 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
Chapter 9 describes a model for gas flow through a control valve based on nozzle concepts, including sonic effects. The long-established Fisher Universal Gas Sizing Equation is also explained, with a detailed derivation given in Appendix 3 and a comparison with the nozzle-based model given in Appendix 4. Chapter l0 presents three methods for calculating the flow of gas through a line containing a control valve, making full allowance for potential sonic flow both in the valve and at pipe outlet. The first two methotis are dependent on the satisfaction of a convergence criterion and so require an indefinite number of iterations, but the third, more approximate method allows the number of iterations to be fixed at a low number in advance.

Розділ 9 описує модель для потоку газу через регулюючий клапан на основі концепцій сопел, в тому числі звукових ефектів. Давно встановлено рівняння універсальних газових розмірів Фішера пояснюється, з докладним висновком, наведеним в Додатку 3 і порівняння з моделлю сопла на основі наведеної в Додатку 4. В розділі 10 представлено три методи розрахунку потоку газу по лінії, що містить регулюючий клапан, роблячи обмеження для потенційного звукового потоку, як в клапані так і на виході труби. Перші дві методики залежать від задоволення критерію збіжності і таким чином вимагають необмежену кількість ітерацій, але третій, більш наближений метод дозволяє кількість ітерацій вибрати доволі невелику.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 11 січня 2015, 18:25 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
Chapter 11 considers the accumulation of liquids and gases in process vessels, both when the temperature is constant and when it varies as a result of heat exchange. The usefulness of kilogram-mole units (kmol) in modelling gas mixtures is explained. Chapter 12 treats the more complex case of liquid and vapour mixtures in vapour-liquid equilibrium. The new Method of Referred Derivatives is employed to generate explicit solutions for the behaviour both of boiling vessels, such as are used in steam plant and refrigeration systems, and for the more complex system comprising a multicomponent distillation column. The latter set of equations allows for the use of activity coefficients, and it is proposed that the Margules correlation will give sufficient accuracy for control engineering purposes. Chapter 13 explains the principles underlying chemical reactions, generalizing these to the case of several concurrent reactions with large numbers of reagents and products. The principles of time-dependent mass and energy balance are then extended to the case of chemical reaction so that the transient behaviour can be calculated. Finally the chapter explains in detail how to simulate both a gas reaction taking place inside a reaction vessel and a liquid reaction inside a continuously stirred, tank reactor.

Розділ 11 розглядає накопичення рідин і газів у технологічних резервуарах, коли температура є постійною, і коли вона змінюється в результаті теплообміну. Корисність при моделюванні газових сумішей описується в кілограм-молях(кмоль). Розділ 12 розглядає більш складний випадок рідкої і парової суміші в контексті рівноваги пар-рідина. Новий метод направлених похідних використовується для прийняття явних рішень для поведінки як киплячих посудин, таких які використовуються в паровій установці і холодильній системі, так і для більш складної системи, що містить колону багатокомпонентної дистиляції. Останній набір рівнянь дозволяє використовувати коефіцієнти активності, і пропонується, що співвідношення Маргулес дасть достатню точність для досягнення цілей управління. Розділ 13 пояснює принципи, що лежать в основі хімічних реакцій, узагальнюючи їх у разі декількох одночасних реакцій з великою кількістю реагентів і продуктів. Принципи залежних від часу масових та енергетичних балансів потім поширюються на випадок хімічної реакції, так що перехідний процес може бути обчислений. Нарешті розділ докладно пояснює, як моделюються і як відбуваються газові реакції всередині реакційної посудини і реакції рідини всередині безперервному перемішуванні, резервуарі.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 11 січня 2015, 19:22 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
The next four chapters are devoted to process machines, starting with turbines. An accurate model of a turbine requires consideration of the inefficiency introduced by frictional losses in its nozzles. Chapter 14 builds on the introduction to nozzles given in Chapter 5 to allow for the effect of friction. The chapter also introduces the concept of stagnation properties of thermodynamic variables to account for the non-negligible velocities found at the nozzle inlet in a real turbine. The problem of accounting for conditions a long way from the design point is often neglected by the design engineer, but, as noted previously, can be one of great significance to the control engineer, whose control schemes will be expected to cope with potentially major deviations from the nominal operating point. New results are therefore presented on explicit methods for calculating the efficiencies of both convergent-only and convergent-divergent nozzles over the full pressure range, not just at the design point. Details of comparisons with experimental data are given in Appendix 6. Chapter 15 continues the consideration of off-design conditions, and presents new, explicit methods of calculating the efficiency of impulse and reaction blading in a turbine over the full range possible for the ratio of blade speed to gas/steam speed. The chapter goes on to list the sequence of steps necessary to calculate the power of the turbine. Chapter 16 presents a number of simplifications that can be made without degrading significantly the accuracy of the turbine-power calculation, including neglecting the effect of interstage velocities, utilizing the concept of a stage efficiency calculated as a function of the nozzle and blade efficiencies, and, when simulating a steam turbine, using simple analytic functions to approximate steam table data.

Наступні чотири розділи присвячені технологічному обладнанню, починаючи з турбін. Точна модель турбіни вимагає розгляду втрат на тертя в його сопла. Розділ 14 спирається на опис про сопла, викладеним у розділі 5, щоб врахувати вплив тертя. У цій главі також вводить поняття застійних властивостей термодинамічних змінних для обліку наявності чималих швидкостей, знайдених на вході в сопло в реальній турбіні. Проблема з урахуванням умов які виконали довгий шлях від проектної точки часто нехтують інженерами-конструкторами, але, як зазначалося раніше, вони можутьмати велике значення для інженера-автоматчика, чиїм схеми контролю повинні будуть впоратися з потенційно значними відхиленнях від номінальної робочої точки. Нові результати, таким чином, побудовані на явних методах для розрахунку ефективності обох сходиться тільки для і сужающегося і розширюється сопла по всьому діапазону тиску, а не тільки в момент проектування. Детальніше порівнянь з експериментальними даними наведені у Додатку 6. Розділ 15 продовжує розгляд нештатних умовах, і представляє нові явні методи розрахунку ефективності імпульсної і реакції лопаток в турбіні над повним можливим діапазоном для відношення швидкості диска до швидкості газу / пара. Глава продовжує перераховувати послідовність кроків, необхідних для розрахунку потужності турбіни. Розділ 16 являє собою ряд спрощень, які можуть бути зроблені без значного погіршення точності розрахунку турбіни електростанції, в тому числі нехтуючи впливом проміжних швидкостей, використовуючи концепцію ефективності стадії, розраховується залежно від ефективності сопла і лопаті, при моделюванні парової турбіни, використовуючи прості аналітичні функції для апроксимації табличних даних.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 12 січня 2015, 12:21 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
Chapter 17 describes the modelling of turbo pumps and compressors. Dimensional analysis is applied to the pump in order to derive the affinity laws from first principles. The energy equation is used to derive the differential equation describing the dynamics of pump speed, and a method of calculating the flow of liquid being pumped through a pipe is given, which can be made fully explicit if the head versus flow characteristic is approximated by a polynomial of third order or lower. The chapter goes on to explain the foundations for the two methods used to calculate the performance of a rotary compressor: the first, often used in the USA, is based on polytropic head characteristics, while the second, often used by European manufacturers, is based on the pressure ratio characteristics. Methods of modelling the flows and pressures associated with a general multistage compressor are given using each of the two performance models.

Розділ 17 описує моделювання турбо насосів та компресорів. Контроль розмірності застосовується до насоса для того, щоб отримати закони спорідненості від перших принципів. Рівняння енергії використовується, щоб отримати диференціальне рівняння, що описує динаміку швидкості насоса, а також спосіб розрахунку потіку рідини що перекачується через трубу, які можуть бути повною мірою явні, якщо головні характеристики витрати апроксимуються поліном третього порядку або нижче. Розділ продовжує пояснювати основи для двох методів, використовуваних для розрахунку продуктивності ротаційного компресора: перший, часто використовується в США, заснований на політропних головних характеристиках, в той час як другий, який часто використовується європейськими виробниками, заснований на характеристиках співвідношення тисків. Методи моделювання потоків і тисків, пов'язані із загальним багатоступінчастим компресором наведені з використанням кожного з двох моделей продуктивності.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 12 січня 2015, 12:45 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
The principles for modelling flow networks with rapidly settling flow are laid out in Chapter 18, which covers both liquid and gas flow networks. The chapter begins by setting down explicit equations for combining simple parallel and series conductances and then moves on to consider more complex networks where a direct explicit solution is not available. Two methods of solution are presented. The first is iterative, based on the Newton-Raphson method. The basis of the method is explained, as are the difficulties caused to the method by the points of inflexion that are inherent in the flow equations near the point of flow reversal. The chapter explains how the flow equations may be modified with little loss of accuracy to speed up the solution. The second technique presented is based on the Method of Referred Derivatives, which converts the set of implicit, nonlinear, simultaneous equations into an equivalent set of linear equations which may be solved for the time-derivatives of the original variables, either explicitly or by Gauss elimination. Finally, the chapter shows a way of modelling liquid networks containing nodes of significant volume whose temperatures may vary.

Принципи для швидкого моделювання мереж потоку, викладені в розділі 18, які охоплюють як рідинні, так і газові мережі потоку. Розділ починається з визначення явних рівнянь для поєднання простих паралельних та послідовних структур, а потім переходить до розгляду більш складних мереж, де немає прямого явного рішення. Два методи вирішення представлені. Перший, ітеративний, на основі методу Ньютона-Рафсона. Пояснюється основа методу, як і труднощі, пов'язані з методом по точках перегину, які притаманні рівнянням потоку поблизу точки розвороту потоку. Розділ пояснює, як рівняння потоку можуть бути змінені з невеликою втратою точності, щоб прискорити вирішення. Другий метод представлений на основі методу напрямлених похідних, який перетворює набір неявних, нелінійних рівнянь в еквівалентний набір лінійних рівнянь, які можуть бути вирішені за тимчасових похідних вихідних змінних, явно чи за методом усунення Гаусса. Нарешті, глава показує шлях для моделювання рідинних мереж, що містять вузли значного обсягу, температура яких може змінюватися.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 12 січня 2015, 13:25 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
The next two chapters deal with distributed systems. Chapter 19 considers the situation of a long pipeline, when the establishment of flow takes an appreciable time. The equations governing the dynamics of long liquid and gas pipelines are derived from first principles, based on the conservation of mass and momentum. The Method of Characteristics is explained, including how to interface it to practical boundary conditions such as pumps, in-line valves and pipe junction headers. The application of finite differences is also considered, and a practical scheme based on central differencing is outlined, together with recommendations for the spatial and temporal steplengths. Chapter 20 derives the equations for a typical, shell-and-tube heat exchanger from the mass balance and energy balance equations for both liquids and gases. A solution sequence using finite differences is presented to calculate the dynamic performance of a counter-current heat exchanger. The chapter goes on to derive the equations governing the behaviour of a catalyst bed reactor operating on gaseous reagents. Chemical kinetics equations from Chapter 13 are combined with the equations for conservation of mass and energy in order to produce a fully dynamic model. A solution scheme based on finite differences is given.

Наступні два розділи розглядають розподілені системи. Розділ 19 розглядає ситуацію довгого трубопроводу, коли утворення потоку займає значний проміжок часу. Рівняння, що визначають динаміку довгих рідинних і газових трубопроводів отримані з перших принципів, на основі збереження маси і імпульсу. Пояснюється метод характеристик, в тому числі, його зв'язок з практичними граничними обмеженнями, таких як насоси, рядні клапани і вузлові труби. Також розглядається додаток обмежених відмінностей, і практична схема, заснована на центральному обчисленні різниці, накреслена контур, разом з рекомендаціями для просторових і тимчасових довжин кроку. Розділ 20 отримує рівняння для типового оболонки кожухотрубного теплообмінника з рівнянь масового балансу і енергетичного балансу як для рідин, так і газів. Послідовність рішень за допомогою кінцевих різниць представлена для розрахунку динамічних характеристик протитічного теплообмінника. Розділ виводить рівняння, що визначають поведінку реактора каталітичного шару, що працює на газоподібних реагентах. Хімічна кінетика рівняння з розділу 13, в поєднанні з рівнянням збереження маси і енергії даються для побудови повної динамічної моделі. Дається схема рішення на основі кінцевих різниць.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 12 січня 2015, 13:38 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
Nuclear reactors produce nearly a fifth of the world's electricity, and so must now be accounted a common unit process in the power generation industry. Chapter 21 explains the process of nuclear fission and emphasizes the importance of delayed neutrons in both thermal and fast reactors. Neutron kinetics equations are derived from first principles based on a point model. The chapter explains the process of heat transfer to the reactor coolant, and how reactor temperature effects feed back to the neutron kinetics through the reactivity temperature coefficients.

Ядерні реактори виробляють майже п'яту частину світового виробництва електроенергії, і тому тепер повинні бути враховані в процесі виробництва в енергетичній галузі. Розділ 21 пояснює процес ядерного розпаду і підкреслює важливість запізнілих нейтронів в теплових і швидкісних реакторах. Нейтронної кінетики рівняння виводяться з основних принципів, заснованих на точковій моделі. розділ пояснює процес передачі тепла теплоносія реактора, і як температурні ефекти реакторів зворотної нейтронної кінетики через температурних коефіцієнтів реактивності.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 12 січня 2015, 13:52 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
Chapter 22 provides equations for typical process controllers and control valve dynamics. The controllers considered are the proportional controller, the proportional plus integral (PI) controller and the proportional plus integral plus derivative (PID) controller. Integral desaturation is an important feature of PI controllers, and mathematical models are produced for three different types in industrial use. The control valve is almost always the final actuator in process plan. A simple model for the transient response of the control valve is given, which makes allowance for limitations on the maximum velocity of movement. In addition, backlash and velocity deadband methods are presented to model the nonlinear effect of static friction on the valve.

Розділ 22 забезпечує рівняння для типових регуляторів технологічними процесами, і для динаміки регулюючих клапанів. Розглядаються наступні регулятори: пропорційний регулятор, пропорційно-інтегральний (ПI) регулятор і пропорційно-інтегрально-диференційного (ПІД) регулятор. Інтегральна складова є важливою особливістю ПІ-регуляторів, а математичні моделі проводяться для трьох різних типів в промисловому застосуванні. Регулюючий клапан майже завжди є кінцевим виконавчим механізмом в технологічній схемі. Дається проста модель для перехідної характеристики регулюючого клапана, яка робить поправки для обмежень на максимальній швидкості руху. Крім того, за зазор і розміром зони нечутливості представлені методи моделювати нелінійного ефекту статичного тертя на клапані.


Догори
 Профіль  
 
 Тема повідомлення: Re: 1. Introduction
ПовідомленняДодано: 12 січня 2015, 14:16 
Офлайн

З нами з: 16 квітня 2014, 23:46
Повідомлення: 171
The last two chapters are concerned with ensuring that the final simulation model is fit for the purpose intended. Chapter 23 deals with iinearization, which provides a valuable, diverse technique for checking that the main simulation model has been programmed correctly. This is most important in the real industrial world, where the control engineer may be modelling a particular plant or plant area for the first time. The concept of linearization is relatively easy to set down, but the difficulties inherent in linearizing the equations for a complex plant should not be underestimated. Accordingly extensive examples are given, based on actual plant experience. The last chapter, Chapter 24, deals with model validation: the testing of the model, preferably as a whole, but at least in part, against empirical data. The earliest control engineering models tended to be simplified, analytic linearizations of system behaviour about an operating point, used more or less exclusively for the selection of control parameters. Not too much was expected from the dynamic model, and so the requirement for rigorous model validation, as opposed to intuitive feel, was small. Nowadays, however, the advent of massive computing power at a low cost means that more and more is expected of simulation models, beginning with control parameter selection, but moving on to trip system evaluation and safety studies on the one hand and process optimization on the other. Hence the increased importance of formal model validation. Chapter 24 describes the basis of the formal validation technique known as Model Distortion. The chapter concludes the book by explaining how the technique may be applied to real empirical data to produce a quantitative validation of the simulation model.

В останніх двох розділах прагнуть забезпечити, щоб остаточна імітаційна модель підходить за призначенням. Розділ 23 присвячений лінеаризації, яка забезпечує цінну, різноманітну техніку для перевірки того, що головна імітаційна модель була запрограмована правильно. Це особливо важливо в реальному промисловому світі, де інженер-автоматчик моделює специфічний завод або область заводу вперше. Поняття лінеаризації відносно легко встановити, але труднощі, пов'язані з лінеаризації рівнянь для комплексної установки не слід недооцінювати. Відповідно обширні приклади наведені на основі реального досвіду виробництв. Останній розділ, розділ 24, проводить перевірки моделі: тестування моделі, переважно в цілому, але принаймні частково, від емпіричних даних. Найбільш ранні моделі управління, як правило, спрощені, аналітичні лінеаризації системи в околі робочої точки, використовується більш-менш виключно для відбору контрольних параметрів. Не надто багато було очікувань від динамічної моделі, і, таким чином потреба в суворій перевірці моделі, на відміну від інтуїтивного відчуття, була невеликою. В даний час поява великих обчислювальних потужностей при низькій вартості означає, що все більше і більше, як очікується використання, імітаційних моделей, починаючи з вибору керуючого параметра переходячи до відключення оцінки та безпеки системних досліджень, з одного боку, і процесу оптимізації з іншого. Тому підвищення значущість формальних перевірок моделей. Розділ 24 описує основу методики формальної перевірки відомої як спотворення моделі. Розділ завершує книгу, пояснюючи, як метод може бути застосований, для реальних емпіричних даних для перевірки імітаційної моделі.


Догори
 Профіль  
 
Відображати повідомлення за:  Сортувати за  
Створити нову тему Відповісти  [ 23 повідомлень ]  На сторінку Поперед.  1, 2, 3  Далі

Часовий пояс UTC + 2 годин [ DST ]



Хто зараз онлайн

Зараз переглядають цей форум: Немає зареєстрованих користувачів і 1 гість


Ви не можете створювати нові теми у цьому форумі
Ви не можете відповідати на теми у цьому форумі
Ви не можете редагувати ваші повідомлення у цьому форумі
Ви не можете видаляти ваші повідомлення у цьому форумі
Ви не можете додавати файли у цьому форумі

Знайти:
Вперед:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Вы можете бесплатно создать форум PHPBB2 на MyBB2.ru, Также возможно создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.ru
Український переклад © 2005-2007 Українська підтримка phpBB