chuyen de MATLAB

PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN  Dựa vào 4 phương trình vi phân.  Giải theo phương pháp ode45[r]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU

KHOA HĨA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

ỨNG DỤNG TIN HỌC

CHUYÊN ĐỀ 9:

THIẾT BỊ PHẢN ỨNG GIA NHIỆT VỚI HỆ THỐNG

ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ

GVHD: T.S Nguyễn Đình Việt

SVTH: Nhóm H3D9 – DH08H1

NỘI

DUNG

BÁO

CÁO

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

MÔ HÌNH THIẾT BỊ

CÁC PHƯƠNG TRÌNH TỐN HỌC

CƠ SỞ LÝ THUYẾT



Phản ứng hóa học diễn điều kiện nhiệt độ xác định.



Để trì nhiệt độ ổn định, cần phải sử dụng điều khiển tín

hiệu.



Thời gian khởi động

: khoảng thời gian từ điều khiển tự

động đến phận gia nhiệt.



Thời gian chết

: khoảng thời gian dòng chất lỏng khỏi thùng

NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

Dòng chất lỏng đầu vào có khối lựong riêng ρ (kg/m3 ) nhiệt dung riêng

Cp (kJ/kgo C) vào thiết bị phản ứng gia nhiệt với tốc độ dòng liên tụcW

(kg/min) nhiệt độ Ti (o C).

Trong thùng khuấy tích V(m3 ) nhiệt độ T(o C) Nhiệt độ

dòng mong muốn đạt Tr (o C) Nhiệt độ dòng chất lỏng khỏi

thiết bị thùng khuấy đo kim tự động Tm (o C), phần nhiệt cần

thêm vào q (kgJ/min) cung cấp thiết bị gia nhiệt thông qua phận điều khiển tự động PI

Mục tiêu việc điều khiển giữ cho nhiệt độ đầu vào nhiệt độ đầu (T0 = Tr )

Khi nhiệt độ Tm<Tr phận điều khiển tự động bật tín hiệu cho phận gia nhiệt cung cấp nhiệt cho thùng khuấy

Mục tiêu việc điều khiển giữ cho nhiệt độ đầu T0 = Tr nhiệt độ đầu vào Ti thay đổi khác với nhiệt độ ổn định cho trước Tis

Cân lượng cho thùng khuấy trộn liên tục:

p i p

VC

q

T

T

WC

dt

dT









(

)

CÁC PHƯƠNG TRÌNH TỐN HỌC

i i

WCT

q



WCT

q

0



dt

dT

VC

Q





p

Ta có:

q

i



q



q

0



Q

Với:

dt

dT

VC

WCT

q

T

Ảnh hưởng thời gian chết tính tốn trường hợp

bằng xấp xỉ Pade phương trình vi phân bậc nhất:

d d

dt

dT

T

T

dt

dT





2

2

0













































Điều kiện đầu:

T

0

=T

r

t=0 ( ổn định)

Tại thời điểm ban đầu: t=0, T=T

r

Thời gian chết ( ) biểu

diễn sau:

T

0

(t) = T (t - )

d



d

 Nhiệt lượng vào bình khuấy , q , điều khiển hệ thống tỉ lệ / tích phân

(PI) miêu tả sau:



errsum



K

T

T

K

q

q

I c m r c s











(

)

Theo phương trình qs , Tr , Tm , , không đổi ( ổn định) c



Nhiệt độ điểm đo dòng :

m m m

T

T

dt

dT







Trong số thời gian nhiệt kế.



m

PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT BÀI TỐN



Dựa vào phương trình vi phân

.



Giải theo phương pháp ode45.



Xây dựng file bỗ trợ file chạy.



File bỗ trợ gồm function giải phương trình

vi phân.

GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN

ĐỒ THỊ BIỂU THỊ MỐI QUAN HỆ GIỮA Kc VỚI SỰ THAY ĐỔI CỦA T, To, Tm THEO THỜI GIAN

ĐỒ THỊ BIỂU THỊ MỐI QUAN HỆ GIỮA Kc VỚI SỰ THAY ĐỔI CỦA T, To, Tm THEO THỜI GIAN

ĐỒ THỊ BIỂU THỊ MỐI QUAN HỆ GIỮA Kc VỚI SỰ THAY ĐỔI CỦA T, To, Tm THEO THỜI GIAN

Kc = 500kJ/min0 C



2

I

ĐỒ THỊ BIỂU THỊ MỐI QUAN HỆ GIỮA Kc VỚI SỰ THAY ĐỔI CỦA T, To, Tm THEO THỜI GIAN

K

c

= 500kJ/min

o

C



0

I

ĐỒ THỊ BIỂU THỊ MỐI QUAN HỆ GIỮA Kc VỚI SỰ THAY ĐỔI CỦA T, To, Tm THEO THỜI GIAN

FILE CHẠY

to=0 ; tfin=15;

tspan=[0 200]; x0=[80 80 80 1];

[t,x]=ode45('bt',tspan:150,x0) %t=T(:,1);

%x1=x(:,1); %x2=x(:,2); %x3=x(:,3); %x4=x(:,4);

plot(t,x(:,1),'r',t,x(:,2),'g',t,x(:,3),'*'); grid on

xlabel('T');