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

 

, м2,

(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

 

, м3/с.

(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.