Побудова і аналіз лінійних моделей систем автоматичного керування теплообміном у теплообмінних апаратах (ТОА). Аналіз динаміки системи автоматичного керування процесом конвективного теплообміну з урахуванням впливу теплової инерцийності стінок ТОА.
Аннотация к работе
Міністерство освіти і науки України РОЗРОБКА МЕТОДІВ АНАЛІЗУ І РОЗРАХУНКУ ПРОЦЕСІВ КЕРУВАННЯ ТЕМПЕРАТУРОЮ ТЕПЛОНОСІЯ В ПРОСТОРОВО - ОДНОМІРНИХ ТЕПЛОВИХ АПАРАТАХРобота виконана у Севастопольському національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України (м. Науковий керівник доктор технічних наук, професор Севастопольський національний технічний університет, професор кафедри Технічної кібернетики Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Богаенко Іван Миколайович, НВК “Київський інститут автоматики”, заступник Генерального директора, м. Київ доктор технічних наук, Кушнір Володимир Мойсейович, Морський гідрофізичний інститут НАН України, головний науковий співробітник, м.Як загальний засіб побудови і аналізу лінійних моделей систем автоматичного керування теплообміном у ТОА (САК ТОА), великий інтерес являє собою перетворення Лапласа, що дозволяє одержати опис САК в термінах передатних функцій. Однак передатні функції розглянутих обєктів і САК не належать класу раціональних і навіть мероморфних функцій, що не дозволяє застосувати класичні методи аналізу їх стійкості і якості. Такий прийом дозволяє “попасти” у клас моделей систем із запізнюванням, а потім на строгій основі застосувати традиційні методи аналізу САК. Для вивчення динамічних властивостей ТОА як обєктів керування і самих САК теплообміном дуже актуальним є розробка адекватного математичного апарату, основою якого є інтеграл звернення, а також задача аналізу асимптотичних властивостей оригіналів при , що складають основу проблеми стійкості і якості. Під ефективністю розуміється більш адекватне наближення математичних моделей конвективного теплообміну в ТОА до реальних, а також більш якісне визначення динамічних характеристик досліджуваних обєктів за рахунок принципових підходів в адекватному відображенні аналітичних властивостей передатних функцій ТОА як складних аналітичних функцій з істотними особливостями, що виходять із класу раціональних функцій.Математична модель (1), умовно названа “типовою”, описує процес теплообміну між двома теплоносіями (ТН) з обліком теплової інерционності стінок ТОА і має вигляд де Т1(х,t),Т2(х,t) - температури холодного (ХТ) і гарячого (ГТ) теплоносіїв відповідно; G1(t), G2(t)-витрати ХТ і ГТ щодо номінального значення; , - температури поділяючої і зовнішньої стінки; х - відносна координата (; t - час; коефіцієнти системи залежать від теплофізичних параметрів ТН, та конструктивних особливостей ТОА. У розглянутій задачі регульованого теплообміну основний інтерес представляє процес зміни температури Т(1,t) на виході ТОА, зображення якої на виході ТОА (х=1) отримано перетворенням Лапласа рівнянь (2) з урахуванням початкових і граничних умов Відповідно до (3) розглядаються три компоненти температури теплоносія на виході, породжений впливами, що обурюють: температурою на вході Т(0,t) і його витратою G(t), що керує впливом (витратою ГТ G1(t). , (7) де сума відрахувань функції в полюсах зображення , - відрахування в істотно особливій точки, а контур інтегрування - окружність з центром в істотно особливій точці, що не охоплює полюси функції . Розглядаючи вираження можна зробити наступні висновки: 1) для функцій (25), (26) точками комплексної площини , і є істотно особливими точками; 2) для функцій (26) нулі багаточлена - алгебраїчними точками розгалуження першого порядку; такими ж є ці нулі для функції (24).Вони містять у собі ряд принципових підходів в адекватному відображенні аналітичних властивостей передатних функцій ТОА як складних аналітичних функцій з “неординарними” особливостям, що виходять із класу раціональних функцій у задачах аналізу динаміки ТОА і САК ТОА.