Tiểu Luận PRO(123docz.net)
a.Các biến quá trình bao gồm: F1, F2, F3, F4, T1, T2, T3, T4, V1, V2. Trong đó:
-Biến vào: F1, F2, F3, T1, T2, T3
trong đó F3, F1, T1, T3 là biến điều khiển. -Biến ra: F4, T4, V1, V2
trong đó V1, V2 là được xem là hằng số do cơ chế tự tràn, biến cần được điều khiển
-Biến nhiễu: F2, T2, F4, T4 b.Các giả thiết
-Thiết bị khuấy trộn ở điều kiện lý tưởng nhất
-Bỏ qua các thành phần năng lượng khác không đáng kể so với nhiệt lượng, tổn thất nhiệt ra bên ngoài.
-Áp suất và khối lượng riêng của dòng quá trình trước và sau khi khuấy trộn, được coi là không thay đổi đáng kể.
-Nhiệt độ không thay đổi.
Xây dựng các phương trình mô hình:
*Phương trình cân bằng vật chất toàn phần: -Đối với bình chứa nhiệt thứ nhất:𝑑𝑉1=F1−F2
𝑑𝑡
-Đối với bình chứa nhiệt thứ hai: 𝑑𝑉2=F2+F3−F4
𝑑𝑡
*Phương trình cân bằng nhiệt: -Đối với bình 1:
Tiểu Luận PRO(123docz.net)
𝑑(ρ𝑣1𝐻2) = ρ𝐹𝐻 −ρ𝐹𝐻
𝑑𝑡 1 1 2 2
Trong đó: H là enthalpy là đại lượng phụ thuộc thành phần, nhiệt độ, áp suất: H = f (p, T, x). ⬄𝑑(ρ𝑣1𝐶𝑝𝑇2) = ρ𝐹𝐻 −ρ𝐹𝐻 𝑑𝑡 1 1 2 2 = ρ𝐶𝑝(𝐹1𝑇1 −𝐹2𝑇2) ⬄𝑑(𝑣1𝑇2) = 𝐹𝑇 −𝐹𝑇 𝑑𝑡 1 1 2 2 ⬄𝑣 . 𝑑(𝑇2) = 𝐹 (𝑇 −𝑇 ) (3) 1 𝑑𝑡 1 1 2 -Đối với bình 2: 𝑑(ρ𝑣2𝐻4) = ρ𝐹𝐻 + ρ𝐹𝐻 −ρ𝐹𝐻 𝑑𝑡 2 2 3 3 4 4 Thay 𝐻4 = 𝐶𝑃. 𝑇4 , 𝐻2 = 𝐶𝑃. 𝑇2 , 𝐻3 = 𝐶𝑃. 𝑇3, ta có: 𝑑(𝑣2.𝐶𝑃.𝑇4) = 𝐹𝐶𝑇 + 𝐹 𝐶𝑇 −𝐹𝐶𝑇 𝑑𝑡 2 𝑃 2 3 𝑃 3 4 𝑃 4 ⇨ 𝑑(𝑣2𝑇4) = 𝐹𝑇 + 𝐹𝑇 −𝐹𝑇 𝑑𝑡 2 2 3 3 4 4 ⇨ 𝑇. 𝑑(𝑇4) + 𝑇 . 𝑑(𝑣2) = 𝐹 + 𝐹𝑇 −𝐹𝑇 2 𝑑𝑡 4 𝑑𝑡 2 2 3 3 4 4 ⇨ . 𝑑(𝑇4) = 𝐹 (𝑇 −𝑇 ) + 𝐹 (𝑇 −𝑇 ) (4) 2 𝑑𝑡 2 2 4 3 3 4
c.Tổng số biến quá trình là 10, số phương trình là 4 => Số bậc tự do = 10 – 4 =6
Số bậc tự do = số biến vào => Mô hình nhất quán
Tiểu Luận PRO(123docz.net)
Câu 3.9: Sơ đồ công nghệ hệ thống hai bình chứa nhiệt trên hình, tương tự như hình bài trên, chỉ khác có thêm một dòng hồi lưu
Tiểu Luận PRO(123docz.net)
a.Nhận biết các biến quá trình: -Biến điều khiển F3, F5
-Biến cần điều khiển T2, T4 -Biến nhiễu F1, T1, F2, T4
b.Xây dựng phương trình mô hình
-Phương trình bảo toàn năng lượng cho bình 1
𝑑𝑈1
𝑑𝑡= 𝑤1ℎ1 + 𝑤5ℎ5 −𝑤2ℎ2 => 𝛿𝑉𝑑ℎ = 𝐹𝛿ℎ + 𝐹𝛿ℎ − 𝐹𝛿ℎ