Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Системи регулювання стану повітряного середовища у виробничих приміщеннях

Читайте также:
  1. IX-тарау. Радиоактивті ластанудың көздері
  2. Автоматичне регулювання режиму роботи очисного комбайна 1Г405.
  3. Автоматичне регулювання режиму роботи очисного комбайна 1Г405.
  4. Авторські системи
  5. Адамның шаруашылық әрекеті нәтижесінде жер беті және жер асты сулардың ластануы.
  6. Аксіома 1: Розвиток (еволюція) системи визначається деякою ціллю й інформаційними ресурсами системи, її інформаційною відкритістю.
  7. Алгоритм розрахунку показників фінансового стану підприємств
  8. Амортизація основних виробничих фондів
  9. АНАЛІЗ І ОЦІНКА ФІНАНСОВОГО СТАНУ ПІДПРИЄМСТВА
  10. Аналіз системи, що автоматизується у заданій предметній області, напрямків її розвитку, бізнес-процесів, принципів моделювання

На виробництвах, що відносяться до категорії вибухонебезпечних, першочерговою задачею є виключення утворення вибухонебезпечного середовища. З цією метою останнім часом застосовуються багатоточкові автоматичні системи, що працюють у режимі контролю і управління станом повітряного середовища у приміщеннях на рівні довибухових концентрацій.

Застосування автоматичних систем вибухопопередження (АСВП) у регулюванні стану повітряного середовища вибухонебезпечних виробництв є ефективним засобом підвищення безпеки ведення технологічних процесів.

Оскільки в даному випадку об'єктом контролю і управління є повітряне середовище вибухонебезпечних приміщень, при організації оперативного регулювання виникає необхідність у визначенні як аварійності ситуації, так і динаміки її розвитку.

Тому в основу функціонування АСВП покладені критерії оцінки ступеня небезпеки ситуації, в залежності від швидкості зміни концентрації вибухонебезпечного компонента в контрольованому об’ємі.

Динаміка зміни стану об'єкта регулювання дозволяє прогнозувати хід розвитку аварії й уживати відповідних заходів з її локалізації чи усунення. Аналіз теоретичних і експериментальних даних про процеси газорозподілу у виробничих приміщеннях показує, що поза залежністю від розходження об'єктів регулювання алгоритм функціонування АСВП може бути узагальненим.

Інформація про зміну концентрації надходить з декількох датчиків, оптимально розміщених у просторово розподіленому полі таким чином, що при досягненні в будь-якій контрольованій точці концентрації, що відповідає 10% нижньої концентраційної межі поширення полум`я (Снкмпп), включається аварійна вентиляція. Цьому передує обробка інформації, що надходить, про зміну концентрації у фіксовані моменти часу, визначається швидкість цієї зміни. Обробка ведеться в логічному пристрої системи. При цьому динамічні властивості об'єкта, що характеризують зміну його стану, описуються диференціальним рівнянням першого порядку в повних похідних зі змінними коефіцієнтами:

(5)

де qг - інтенсивність витоку газу, м3 /с;

(6)

f(C) - концентрація газу у фіксовані моменти часу;

Q (C) – об’єм газоповітряної суміші, м 3 ;

(7)

Q0- вільний об’єм приміщення, м3;



qв- продуктивність вентиляції, м3/с.

Якщо приплив газу і повітря, а також об’єм приміщення - постійні величини, швидкість зміни концентрації газу в об’ємі приміщення зв'язана за часом з концентрацією лінійною і притому при зростанні концентрації убутною, а при зниженні наростаючою залежністю. Отже, за декількома граничними значеннями показань датчиків можна побудувати ділянку прямої, що характеризує швидкість зміни концентрації газу в перехідному режимі. У такий спосіб визначається перша похідна, що характеризує швидкість зміни концентрації в просторі і часі.

При стабільних витоках газу і за постійної продуктивності вентиляції за кутом нахилу прямої до осі абсцис можливо визначити постійну часу об'єкта управління, що є величиною, зворотною до кратності повітрообміну. Це дозволяє установити продуктивність пристроїв загальнообмінної вентиляції і порівняти отримані результати з паспортними даними.

При нестабільних витоках визначається друга похідна зміни концентрації в часі, за якою оцінюється аварійність ситуації.

Екстраполюючи пряму до перетинання з віссю ординат, одержимо граничне значення концентрації у сталому режимі, що за відомої продуктивності вентиляційних пристроїв дозволяє визначити інтенсивність припливу газу в приміщення. Це, у свою чергу, визначає вимоги до продуктивності і режиму роботи аварійної вентиляції.



Якщо інтенсивність припливу газу така, що включення аварійної вентиляції приведе до встановлення концентрації в межах області вибухонебезпечності, у логічному пристрої системи формується команда на відключення технологічної і заборона включення аварійної вентиляції, контрольований об’єм герметизується, у повітряне середовище приміщення, що містить вибухонебезпечні компоненти, вводяться інгібітори.

При включенні аварійної вентиляції система переходить у другий стан, коли спостерігається або уповільнення зростання, або зниження концентрації газу в приміщенні до другого граничного значення в сталому режимі.

У першому стані системи режим зростання концентрації газу регламентується межею С гр =0,1 Снкмпп , що практично трохи вище і залежить від інерційності датчиків.

У другому стані системи постійна часу t1 визначається або однократним повітрообміном при роботі технологічної й аварійної вентиляції в режимі зниження концентрації, або часом зміни концентрації від 0,1 Снкмпп до 0,4 Снкмпп в режимі зростання концентрації.

Для аналізу системи у двох станах доцільно ввести перерахунковий коефіцієнт:

(8)

а також постійну часу зміни станів системи:

. (9)

Тоді в режимі зростання концентрації при К > 0:

. (10)

При К< 0:

. (11)

У режимі зниження концентрації при К > 0:

. (12)

При К< 0:

. (13)

У загальному випадку час установлення концентрації газу в заданих межах відрізняється від постійної часу t числовим множником:

  = ln n, (14)

де n - відношення граничного рівня концентрації газу до його граничного значення:

. (15)

При граничному значенні, порівняному з похибкою датчиків системи з точністю, достатньою для практичних розрахунків, можна вважати, що n =40.

Тоді tзаг.= 3.9t.

Математична модель системи може бути зображена у виді наочної структурної схеми, у якій окремі її елементи представлені передатними функціями. Передатною функцією елемента називається відношення зображення за Лапласом вихідної і вхідної величин за нульових початкових умов.

У даному випадку вхідною величиною є сума концентрацій газу і повітря:

; (16)

А вихідною величиною – концентрація газу у фіксований момент часу:

. (17)

Зробивши перетворення Лапласа по перемінній t у рівнянні (5) і ввівши позначення (16) і (17), одержимо:

. (18)

За нульових початкових умов ( t =0 )

; (19)

чи

; (20)

чи

, (21)

де S - комплексна величина перетворення Лапласа, тоді

. (22)

З рівняння (22) визначається передатна функція об'єкта регулювання щодо вхідного впливу X:

. (23)

Розділивши чисельник і знаменник на ( ), одержимо:

; (24)

тут k - передатний коефіцієнт, що відповідає концентрації газу в сталому режимі Сгр:

; (25)

- постійна часу об'єкта регулювання, с.

Диференціальне рівняння, що описує стан об'єкта регулювання, матиме вид:

, (26)

що відповідає позиційному аперіодичному (інерційному ) типу ланки першого порядку.

 


Дата добавления: 2015-01-01; просмотров: 39; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Контроль показників мікроклімату | Суміщена дія шкідливих факторів на стан здоров’я людини
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2018 год. (0.009 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты