Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Лекція 4. Автоматизація осушувально-зволожувальних систем з трубчастим дренажем. Оптимальне за швидкістю керування водним режимом.

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
34
Мова: 
Українська
Оцінка: 

hmax . Скоректувати цей режим може тільки оператор, змінивши уставки регуляторів.

Щоби система реагувала на опади, до обчислювального пристрою ОП повинна надходити інформація про величини опадів від відповідного вимірювального давача опадів ДО. За даними давачів рівнів ґрунтових вод на модулях і опадоміра ОП обчислить момент переводу системи в режим осушення, не чекаючи поки рівень ґрунтових вод підніметься до норми осушення. Цим буде мінімізований час перезволоження фунту, що позитивно вплине на розвиток рослин.
В автоматизованій системі керування початок зволоження визначає оператор. Він же змінює і режим роботи регулюючих споруд РС1 і РС2.
Система автоматичного регулювання рівня води з мембранним регулятором. Із багатьох видів регуляторів найбільш доцільно у зволожувальних колодязях встановлювати гідравлічні регулятори мембранного типу, конструктивна схема якого наведена на рис.3. Він складається із підвідного патрубка 1, до якого за допомогою чотирьох ребер кріпиться надмембранна камера 4. Між патрубком і верхом камери може переміщуватись гнучка мембрана 3, до якої кріпиться клапан 2 з ущільнюючою прокладкою. Вода із підвідного патрубка через щілину між патрубком і мембраною поступає в колодязь. Одночасно вода із патрубка по  дросельній  трубці  13  може поступати в надмембранну камеру по з'єднувальній трубці 7 і в сопло 9 по гнучкій трубці 8 залежно від величини щілини між соплом і гумовою заслінкою 10, яка жорстко зв'язана з поплавком 11. Поплавок може переміщуватись в камері 12, положення якої регулюється за допомогою штанги 5. Рівень води в колодязі задається переміщенням поплавкової камери.
Принцип дії мембранного регулятора побудований на зрівноваженні сил, що діють на клапан, положення якого визначає витрату регулятора.
В усталеному режимі зі сторони патрубка на клапан діє сила
 ,             /1/
де d — діаметр патрубка, м ; Р - тиск в патрубку, Па; Fг – сила гідродинамічного тиску, Н.
Рис. 3. Конструктивна схема мембранного регулятора рівня води в колодязі.
 
Сила гідродинамічного тиску
 ,            /2/
де - густина води, кг/м3 ; v - середня швидкість води в патрубках,  м/с ; Q1 - витрата регулятора, м/с3. 
 
Зі сторони надмембранної камери на клапан діє сила
                                /3/
де dкл - діаметр клапана, м; Рк - тиск в камері, Па; Fм - сила, що передається на клапан від частини мембрани, яка знаходиться між клапаном і корпусом камери, Н; mкл - маса клапана, кг; g - прискорення вільного падіння, м/с2.
В усталеному режим
 .                                             /4/
Рівність /4/ відтворюється за рахунок зміни тиску в надмембранній камері, який залежить від величини проміжку між соплом і заслінкою та витрати  , так як 
 .
Розрахункам параметрів будь-якої системи автоматичного регулювання повинен передувати аналіз її роботи, бо уяснення фізичних процесів, що протікають в елементах системи, і їх взаємодії запобігає помилкам. Тому аналіз роботи системи автоматичного регулювання рівня води у колодязі необхідно розпочати із того , як впливає основне збурення-зміна витрати води із колодязя, на процеси в елементах системи.
Найбільш важким є режим роботи системи автоматичного регулювання, коли збурення змінюється стрибком. Тому розглянемо процес в системі, який викликаний миттєвим збільшенням витрати води із колодязя на  . До цього система знаходилась в усталеному режимі (виконувалась умова /4/).
Збільшення витрат на   зумовить зниження рівня води в колодязі і поплавок почне опускатись під дією сили тяжіння і сили тиску води на заслінку, яка закріплена на поплавку. Проміжок між соплом і заслінкою збільшуватиметься, що призведе до зменшення тиску на виході дросельної трубки  . При зменшенні   тиск в надмембранній камері   стане більшим за   і вода почне витікати із камери. Тиск в ній зменшуватиметься, сила   стане більшою сили   і клапан почне переміщуватись вверх, збільшуючи витрату регулятора  . Збільшення витрати регулятора призведе до збільшення гідродинамічної сили   і клапан ще швидше підніматиметься. Такий зв'язок витрати з переміщенням клапана називається додатним зворотним зв'язком.
Зі збільшенням витрати Q1 буде сповільнятися зниження рівня води в колодязі. Відповідно сповільняться опускання поплавка, зміна тиску   і переміщення клапана. Цей процес буде йти доти, доки знову не наступить рівність /4/, а клапан не займе такого положення, при якому витрата регулятора збільшиться на  , яка буде дорівнювати  .
Процес переходу від витрати   до витрати   може мати аперіодичний або коливально-затухаючий вигляд, як це показано на рис.4,а.
При зміні витрати на   рівень води в колодязі також буде змінюватись за аперіодичним або коливально-затухаючим законом, але він не досягне початкового значення Н0 , а буде меншим на величину похибки регулювання   (рис.4,б).
Мембранні регулятори не випускаються серійно. Тому для конкретних модулів осушувально-зволожувальних систем розраховують конструктивні параметри регуляторів і вказують засоби, за допомогою яких можна змінювати перехідні процеси в системі автоматичного регулювання рівня води у зволожувальному колодязі.
Фото Капча