Синтез устройств системы управления процессом гранулирования суспензий твердых сплавов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат технических наук Стешина, Людмила Александровна

• Стешина, Людмила Александровна
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Стешина, Людмила Александровна

ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ГРАНУЛИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ МОКРОГО РАЗМОЛА ШИХТЫ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ В УСТАНОВКАХ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА.

1.1. Применение гранулированных материалов в современном производстве.

1.2. Методы и аппараты гранулирования суспензий твердых сплавов.

1.2.1. Общие принципы гранулирования суспензий.

1.2.2. Установка гранулирования суспензий твердых сплавов методом распылительной сушки.

1.3. Особенности динамики тепломассообменных процессов при распылительной сушке суспензий.

1.4. Проблемы и задачи синтеза систем управления установками замкнутого цикла.

1.4.1. Общие принципы построения систем управления установками замкнутого цикла.

1.4.2. Особенности управления динамическими системами.

1.4.3. Микропроцессорные системы автоматического управления.

1.4.4. Синергетический подход к проблемам синтеза систем управления.

1.4.5. Устройства системы управления процессом гранулирования суспензий твердых сплавов методом распылительной сушки.

1.5. Выводы.

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В УСТАНОВКЕ ГРАНУЛИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ ЗАМКНУ ТОГОЦИКЛА.

2.1. Разработка математических моделей тепломассообменных процессов в теплообменных аппаратах установки гранулирования суспензий твердых сплавов.

2.1.1. Разработка математической модели процессов в сушильной камере.

2.1.2. Разработка математической модели процессов в газонагревателе.

2.1.3. Разработка математической модели процессов в теплообменнике вода - спирт.

2.1.4. Разработка математической модели процессов в скруббере - конденсаторе.

2.2. Общая математическая модель тепломассообменных процессов сопровождающих гранулирование суспензий.

2.3. Построение имитационной модели тепломассообменных процессов в установке замкнутого цикла.

2.4. Методы анализа областей устойчивости нелинейных систем.

2.5. Разработка метода анализа областей устойчивого движения нелинейных динамических систем.

2.6. Выводы.

3. ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГРАНУЛИРОВАНИЯ

СУСПЕНЗИЙ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ.

3.1. Оптимизация технических средств управления.

3.2. Оптимизация технологической схемы установки гранулирования.

3.2.1. Введение управляемых обратных связей в технологическую схему установки замкнутого цикла.

3.2.2. Оценка повышения эффективности работы установки при введении технологических обратных связей.

3.3. Разработка устройств системы управления процессом гранулирования в сушильной камере.

3.3.1. Исходные положения к разработке.

3.3.2. Разработка устройств управления газовыми потоками в сушильной камере.

3.4. Результаты применения устройств управления процессом гранулирования суспензий.

3.5. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез устройств системы управления процессом гранулирования суспензий твердых сплавов»

Интенсификация процессов в технических системах, повышение требований к качеству конечных продуктов естественно приводит к тому, что приходиться учитывать в них сложные нелинейные явления. В результате, математическая модель (ММ) таких систем высокой размерности, содержит мультипликативные нелинейности и нелинейности в статических характеристиках. Математическое моделирование таких процессов представляет существенную сложность, так как значительная часть параметров оказывается неопределенной. Оптимизация и управление такими объектами, невозможны без применения современных технологий, включающих в себя компьютерное моделирование, исследование и автоматизированное проектирование.

Гранулирование мелкодисперсных материалов широко используется в различных отраслях промышленности [88]. В современных технологиях производства композиционных и строительных материалов, пищевых, химических и биологических продуктов применение гранулированных порошков непрерывно расширяется, возрастают требования к их качеству.

Наиболее эффективным способом гранулирования порошков в настоящее время является распылительная сушка (РС) суспензий мокрого размола [11]. РС твердых сплавов возможна только в технологических системах замкнутого цикла, использующих инертные теплоносители. Качество получаемых гранул и выход годного продукта в значительной степени зависит от условий и режимов протекания процесса сушки, что в свою очередь определяется тепловыми режимами аппаратов установки гранулирования.

Наряду с высокой технологической эффективностью, процесс гранулирования суспензий (ГС) в потоке горячего инертного газа сопровождается значительными потерями энергетических и материальных ресурсов. При недостаточной эффективности тепломассообмена (ТМО) в сушильной камере (СК) происходит налипание влажных продуктов на стенки, а это приводит к потере исходных продуктов и тепловой энергии на их высушивание. Потери наиболее значительны в переходных режимах работы, что связано с инерционностью теплообменных аппаратов (ТА) замкнутой технологической системы.

Поэтому важной и актуальной задачей является повышение производительности процесса гранулирования суспензий мокрого размола твердых сплавов за счет увеличения интенсивности ТМО процессов, сопровождающих гранулирование, и использования новых технических средств управления.

Цель работы. Целью диссертационной работы является повышение производительности процесса гранулирования суспензий мокрого размола твердых сплавов методом распылительной сушки.

Задача исследований. Задачей является исследование и разработка устройств управления, позволяющих повысить производительность процесса гранулирования суспензий твердых сплавов методом распылительной сушки.

Для решения поставленной задачи необходимо решить ряд взаимосвязанных частных задач:

- разработать математические модели тепломассообменных процессов в теплообменных аппаратах, участвующих в процессе гранулирования суспензий твердых сплавов;

- разработать общую математическую модель тепломассообменных процессов, сопровождающих гранулирование суспензий твердых сплавов;

- разработать имитационную модель тепломассообменных процессов, сопровождающих гранулирование в замкнутой технологической системе;

- разработать устройства системы управления процессом гранулирования суспензий твердых сплавов;

- провести имитационные эксперименты с целью проверки адекватности моделей и эффективности принимаемых решений.

В процессе решения перечисленных задач в диссертационной работе получены новые научные результаты:

- разработаны нелинейные математические модели тепломассообменных процессов в теплообменных аппаратах, участвующих в процессе гранулирования суспензий твердых сплавов;

- разработана общая математическая модель тепломассообменных процессов, сопровождающих гранулирование суспензий твердых сплавов;

- предложена имитационная модель тепломассообменных процессов, сопровождающих гранулирование суспензий твердых сплавов в замкнутой технологической системе. Модель позволяет проводить многофакторные экспериментальные исследования переходных и установившихся режимов;

- разработан метод анализа областей устойчивого движения нелинейных динамических систем, позволяющий оценить влияние параметров системы на характер её движения;

- разработана структура устройств системы управления процессом гранулирования суспензий, позволяющих управлять газовыми потоками в магистралях и аппаратах установки по желаемым законам;

- разработана структура устройств управления газовыми потоками в сушильной камере, позволяющих интенсифицировать тепломассообменные процессы в сушильной камере и повысить эффективность сушки диспергированного материала за счет увеличения относительной скорости сушильного газа. Научная новизна устройств подтверждена патентом РФ на изобретение.

Практическая ценность. Разработанные устройства управления позволяют интенсифицировать процессы и увеличить их производительность в замкнутых технологических системах посредством управления материальными и энергетическими потоками.

Результаты диссертационной работы внедрены в проектно-конструкторской деятельности ООО НЛП «Инструмент» при разработке и модернизации установки гранулирования суспензий (УГС) твердых сплавов

Кировградского завода твердых сплавов (КЗТС) в виде элементов и устройств системы управления.

Результаты исследований внедрены в производственном процессе для управления газовыми потоками при изготовлении стекольной продукции ООО «Коней - Стекольный завод».

Разработанный метод анализа областей устойчивого движения нелинейных систем используется в учебном процессе специальности 220500 «Конструирование и технология электронно-вычислительных средств» и специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах» кафедрой «Проектирование и производство электронно-вычислительных средств» Марийского государственного технического университета при проведении занятий по дисциплинам «Теория автоматического управления» и «Учебная научно-исследовательская работа студентов».

Использование результатов диссертационной работы в производственном и учебном процессах подтверждается актами о внедрении и использовании.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- математические модели тепломассообменных процессов в теплообменных аппаратах, участвующих в процессе гранулирования суспензий твердых сплавов;

- общая математическая модель тепломассообменных процессов, сопровождающих гранулирование суспензий твердых сплавов;

- метод анализа областей устойчивого движения нелинейных динамических систем;

- структура устройств системы управления процессом гранулирования суспензий в установке замкнутого цикла;

- структура устройств управления газовыми потоками в сушильной камере установки замкнутого цикла.

С целью апробации основные научные результаты исследований докладывались и обсуждались на:

- международной молодежной научной конференции XXVII Гагаринские чтения, г. Москва, 2001г.;

- международных НПК: «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах», г. Новочеркасск, 2000 г.; «Моделирование. Теория, методы и средства», г. Новочеркасск, 2002 г.; «Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике» г. Новочеркасск, 2003 г.;

- 9th International Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad): Saint-Petersburg, Russia, June 3-5, 2002r.;

- международной конференции по математическому моделированию и информационным технологиям РАН, г. Новосибирск, Академгородок, 2002г.;

- электронной заочной конференции с международным участием «Молодежь, студенчество и наука XXI века», г. Ижевск, 2003 г;

- НТК профессорско-преподавательского состава Марийского государственного технического университета (2000-2003 г.).

Основное содержание диссертационной работы отражено в 9 печатных работах из них 5 материалов и трудов конференций, 2 тезиса докладов, 1 препринт, 1 патент.

Структура диссертационной работы.

Диссертация содержит введение, три главы основного текста, заключение, список использованной литературы из 120 наименований, приложения. Объем работы составляет 133 страницы машинописного текста, включая 39 рисунков, 1 таблицу.

Заключение диссертации по теме «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», Стешина, Людмила Александровна

3.5. Выводы

1. Проведена оптимизация переходных и установившихся режимов процесса ГС. В основу оптимизации положен метод самоорганизации процессов в сложных нелинейных динамических системах, базирующийся на синергетической концепции современного естествознания. Оптимизация осуществлена по критериям быстродействия и минимальных затрат энергии и ресурсов при ограничениях на технологические параметры и управления.

2. Разработаны управляемые технологические обратные связи в локальных подсистемах УГС, в частности, в системе газонагревателя и системе скруббера, позволяющие интенсифицировать процессы во всех теплообменных аппаратах установки.

3. Проведены имитационные эксперименты показывающие, что при введении управляемых технологических обратных связей происходит повышение интенсивности ТМО процессов, сопровождающих гранулирование. В результате, время прогрева газа в газонагревателе уменьшается на 40%, снижение температуры газа в СК уменьшается на 53%, температура на выходе скруббера уменьшается на 8°С.

4. Разработаны устройства управления газовыми потоками в сушильной камере, позволяющие увеличить относительную скорость движения распыляемых частиц, тем самым повысить интенсивность ТМО процессов, сопровождающих ГС.

5. Представлены результаты производственных испытаний установки КЗТС и имитационного моделирования процессов в установке, с учетом разработанных элементов и устройств управления. Представлена технологическая схема УГС твердых сплавов, дополнительно включающая два локальных контура по газонагревателю и скрубберу и управляемую сушильную камеру.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ процесса гранулирования суспензий твердых сплавов методом РС показал, что сушка является одним из наиболее энерго и материалоемких ТП. Потери ресурсов наиболее значительны в переходных режимах работы, что связано с инерционностью теплообменных аппаратов замкнутой технологической системы.

Устранение недостатков рассматриваемого процесса ГС в установке замкнутого цикла и повышение его производительности возможно посредством создания новых устройств управления процессом на базе оптимизационной концепции. Оптимизационная концепция заключается в едином оптимизационном подходе или проектировании оптимальной системы «объект-регулятор», как целостной и неразделяемой конструкции, и в разработке управляемых технологических аппаратов.

В результате поставленных в диссертационной работе задач, с целью повышения производительности процесса гранулирования суспензий твердых сплавов в установке замкнутого цикла, получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Разработаны нелинейные математические модели тепломассообменных процессов в теплообменных аппаратах установки, участвующих в процессе гранулирования суспензий твердых сплавов;

2. Разработана общая математическая модель тепломассообменных процессов, сопровождающих гранулирование суспензий твердых сплавов;

3. Предложена имитационная модель тепломассообменных процессов, сопровождающих гранулирования суспензий твердых сплавов в замкнутой технологической системе. Модель позволяет проводить многофакторные экспериментальные исследования переходных и установившихся режимов работы установки;

4. Разработан метод определения областей устойчивого движения динамических систем, позволяющий оценить влияние параметров системы на характер движения;

4. Разработаны устройства системы управления процессом ГС, позволяющие управлять газовыми потоками в магистралях и аппаратах установки по желаемым законам;

5. Разработаны устройства управления газовыми потоками в сушильной камере, позволяющие интенсифицировать ТМО процессы в сушильной камере и повысить эффективность сушки диспергированного материала за счет увеличения относительной скорости сушильного газа.

Результаты диссертационной работы внедрены в проектно-конструкторскую деятельность ООО НЛП «Инструмент» при разработке и модернизации УГС твердых сплавов КЗТС в виде элементов и устройств системы управления и в производственный процесс для управления газовыми потоками при изготовлении стекольной продукции ООО «Коней -Стекольный завод» (г. Йошкар-Ола).

Результаты диссертационного исследования использованы в учебном процессе Марийского государственного технического университета по дисциплинам «Теория автоматического управления» и «Учебная научно-исследовательская работа студентов», в виде метода анализа областей устойчивого движения ДС для исследования фазовых пространств рассматриваемых систем при выполнении лабораторных работ, курсовых и дипломных проектов.

Результаты диссертационного исследования могут быть использованы при функционировании теплотехнических установок с замкнутым циклом в различных отраслях промышленности, при построении систем оптимального управления различными технологическими процессами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стешина, Людмила Александровна, 2003 год

1. Акулич, A.B. Гидродинамика двухкамерных вихревых сушилок со встречно соударяющимися закрученными потоками газовзвеси /

2. A.B. Акулич // Инженерно-физический журнал. 1999. - Т. 72, № 3. -С. 420-424.

3. Акулич, A.B. Исследование движения частиц твердой фазы во вращающемся газовом потоке для решения задачи фракционной сушки материалов / A.B. Акулич, Б.С. Сажин, А.Г. Егоров // Теоретические основы химических технологий. 1999. - Т. 33, № 6. - С. 608-611.

4. Акулич, A.B. О двух режимах работы многофункциональных вихревых сушильных аппаратов / A.B. Акулич // Инженерно-физический журнал. 1998. - Т. 71, № 4. - С. 594-599.

5. Аминов, Ю.А. Геометрия векторного поля / Ю.А. Аминов. М.: Наука, 1990.-208 с.

6. Андриевский, Б.Р. Избранные главы теории автоматического управления на языке MATLAB / Б.Р. Андриевский, A.JI. Фрадков. СПб.: Наука, 1999.-467 с.

7. Анисимов, И.В. Математическое моделирование и оптимизация ректификационных установок / И.В. Анисимов, В.И. Бодров, В.Б. Покровский. М.: Химия, 1975. - 216 с.

8. Афанасьев, В.Н. Математическая теория конструирования систем управления: Учеб. для вузов по спец. «Прикладная математика» / В.Н. Афанасьев, В.Б. Колмановский, В.Р. Носов. М.: Высшая школа, 1998. -574 с.

9. Бакластов, A.M. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок: Учеб. пособие для вузов / A.M. Бакластов,

10. B.А. Горбенко, П.Г. Удыма; Под ред. A.M. Бакластова. М.: Энергоиздат, 1981.-336 с.

11. Баранчук, Е.И. Взаимосвязанные и многоконтурные регулируемые системы / Е.И. Баранчук. JL: Энергия, 1968. - 267 с.

12. Баутин, H.H. Методы и приемы качественного анализа исследования динамических систем на плоскости / H.H. Баутин, Е.А. Леонтович. 2-е изд., доп. - М.: Наука, 1990. - 488 с.

13. Белопольский, М.С. Сушка керамических суспензии в распылительных сушилках / М.С. Белопольский. М.: Стройиздат, 1972. -127 с.

14. Бобылёв, H.A. Об устойчивости интегральных многообразий динамических систем / H.A. Бобылёв, В.Н. Бурков, А.Ю. Заложнев // Автоматика и телемеханика. 1993. - № 10.-С.59 -67

15. Бояринов, А.И. Методы оптимизации в химической технологии /

16. A.И. Бояринов, В.В. Кафаров. 2-е изд. - М.: Химия, 1957. - 576 с.

17. Бутковский, А.Г. Методы управления системами с распределенными параметрами / А.Г. Бутковский. М.: Наука, 1975. - 568 с.

18. Бутусов, И.В. Автоматические контрольно-измерительные и регулирующие приборы / И.В. Бутусов. JL: Гостоптехиздат, 1963. - 624 с.

19. Воронов, В.Г. Автоматическое управление процессами сушки /

20. B.Г. Воронов, З.Н. Михайлецкий. К.: Техника, 1982. - 112 с.

21. Газодинамические процессы в камере пульсационного горения для сушки материалов / П.В. Акулич, П.С. Куц, Е.Ф. Ноготов, Ч. Струмилло // Инженерно-физический журнал. 1998. - Т. 71, № 1. - С. 75-81.

22. Горелик, В.А. Экстремальные задачи с неявно заданными ограничениями / В. А. Горелик, Е.А. Пуличева // Моделирование, оптимизация и декомпозиция сложных динамических процессов. М.: ВЦ РАН, 1993.-С. 55-74.

23. Долинский, A.A. Оптимизация процессов распылительной сушки / A.A. Долинский, Г.К. Иваницкий. К.: Наукова думка, 1984. - 238 с.

24. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии / Ю.И. Дытнерский. М.: Химия, 1992. - 416 с.

25. Дьяченко, И.В. Численный метод построения функций Ляпунова и анализ устойчивости нелинейных динамических систем на ЭВМ / И.В. Дьяченко, А.П. Молчанов, Е.С. Пятницкий // Автоматика и телемеханика. 1994. - № 4. - С.23-38.

26. Елкин, В.И. Редукция нелинейных управляемых систем: Дифференциально геометрический подход / В.И. Елкин. - М.: Наука: Физматлит, 1997. - 320 с.

27. Жданов, В.Л. К исследованию эффективности воздушного теплообменника / В.Л. Жданов, С.П. Фисенко // Инженерно-физический журнал. 1998. - Т. 71, № 1. - С. 97-103.

28. Жуков, В.П. Дивергентные условия асимптотической устойчивости нелинейных динамических систем произвольного порядка / В.П. Жуков // Автоматика и телемеханика. 1999. - № 10. - С.46-64.

29. Жуков, В.П. О достаточных и необходимых условияхи ч/ и /асимптотическои устойчивости нелинейных динамических систем / В.П. Жуков // Автоматика и телемеханика. 1994. - № 3. - С. 24-36.

30. Жуков, В.П. Об одном дивергентном условии неустойчивости нелинейных динамических систем / В.П. Жуков // Автоматика и телемеханика. 1997. - № 12. - С. 73-79.

31. Жуков, В.П. Об одном методе исследования периодических режимов в нелинейных динамических системах / В.П. Жуков // Автоматика и телемеханика. 1992. - № 6. - С. 3-9.

32. Жуков, В.П. Полевые методы в исследовании нелинейных динамических систем / В.П. Жуков. М.: Наука, 1992. - 139 с.

33. Закирулин, P.C. Квазиоптимальная автоматическая система управления процессом конвективной сушки / P.C. Закирулин // Автоматизация и современные технологии. 2000. - № 12. - С. 14-16.

34. Зуева, Г.А. Процессы в зернистых средах / Г.А. Зуева,

35. B.А. Подохонин, В.Н. Блиничев // Межвузовский сборник научных трудов. Иваново, 1989. - С. 95-98.

36. Иващенко, H.H. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем / H.H. Иващенко. М.: Машгиз, 1962. - 628 с.

37. Имаев, С.З. Высокоскоростные течения природного газа высокого давления в элементах газодинамических установок: Автреф. дис.канд. физ.-мат. наук / С.З. Имаев. М., 1998. - 22 с.

38. Ионов, В.Н. Прочность пространственных элементов конструкции. Основы механики сплошной среды / В.Н. Ионов, П.Н. Огибалов. -М.: Наука, 1985. 400 с.

39. Кадомцев, Б.Б. Динамика и информатизация / Б.Б. Кадомцев. -М.: Ред. журн. «Успехи физических наук», 1997. -400 с.

40. Каплинский, А.И. Исследование поисковых методов оптимизации использующих теорию потенциала / А.И. Каплинский,

41. A.M. Песин, А.И. Пропой // Автоматика и телемеханика. 1994. - № 11.1. C. 66-73.

42. Кафаров, В.В. Оптимизация теплообменных процессов и систем /

43. B.В. Кафаров, В.П. Мешалкин, JI.B. Гурьева. М: Энергоатомиздат, 1998. -192 с.

44. Ковальков, А.Н. Математическое моделирование процесса нагрева полимерных частиц при распылении плазменной струей /

45. А.Н. Ковальков, А.И. Баркан, Д.А. Родченко // Инженерно-физический журнал. 1991.-Т. 61, №5.-С. 756-763.

46. Колесников, A.A. Проектирование мнокритериальных систем управления промышленными объектами / A.A. Колесников, А.Г. Гельфгат. -М.: Энергоатомиздат, 1993. - 452 с.

47. Колесников, А.А Синергетическая теория управления (Инварианты, оптимизация, синтез) / A.A. Колесников. Таганрог; М. Гос. радиотехн. ун-т: Энергоатомиздат, 1994. - 344 с.

48. Колесников, A.A. Развитие основ и методов синергетической теории управления: Доклад на сессии Отделения проблем машиностроения, механики и процессов управления Российской Академии наук / A.A. Колесников. Таганрог: ТГРУ, 2000. - 102 с.

49. Колесников, Г.С. Имитационное моделирование систем: Учеб. пособие / Г.С. Колесников, А.Г. Прохоров. М.: МИРЭА, 1990. - 96 с.

50. Красносельский, М.А. Нелинейные потенциальные системы с неполными корреляциями / М.А. Красносельский, H.A. Кузнецов, Д.И. Рагинский // Автоматика и телемеханика. 1996. - № 7. -С.11-17.

51. Краткая химическая энциклопедия / Под ред. И.Л. Кнунянц. М.: Советская энциклопедия, 1965. - Т.4. - 1182 с.

52. Крутько, П.Д. Оптимизация многомерных динамических систем по критерию минимума энергии ускорения / П.Д. Крутько // Изв. РАН. Техническая кибернетика. 1994. - № 1. - С. 32-47.

53. Кутателадзе, С.С. Моделирование теплоэнергетического оборудования / С.С. Кутателадзе. М.-Л.: Энергия, 1966. - 350 с.

54. Лыков, М.В. Сушка распылением / М.В. Лыков. М.: Пищепромиздат, 1955. - 120 с.

55. Макаренко, К.В. Моделирование переноса тепла в кондуктивном теплообменнике контурных тепловых труб методом граничных элементов / К.В. Макаренко, A.C. Ткаченко, В.А. Якутенок // Инженерно-физический журнал. 1997. - Т. 70, № 4. - С. 680-685.

56. Машунин, Ю.К. Методы векторной оптимизации в анализе и синтезе технических систем / Ю.К. Машунин, B.JI. Левицкий. -Владивосток: ДВГАЭУ, 1996. 131 с.

57. Методы автоматизированного проектирования нелинейных систем / С.К. Коваленко, М.А. Колывагин, B.C. Медведев и др.; Под ред. Ю.И. Топчеева. М.: Машиностроение, 1993. - 576 с.

58. Методы анализа и синтеза сложных автоматических систем / В.Г. Выскуб, C.B. Колодцев, А.Н. Тихонов и др.; Под ред. П.И. Чинаева. М.: Машиностроение, 1992. - 304 с.

59. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х томах Т.2: Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления / под ред. Н.Д. Егупова. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 736 с.

60. Мизонов, В.Е. О движении частицы в восходящем потоке переменного сечения. Процессы в зернистых средах / В.Е. Мизонов // Межвузовский сборник научных трудов. Иваново, 1989. - С. 56-58.

61. Мироновский, Л.А. Функциональное диагностирование динамических систем / Л.А. Мироновский. М. - СПб.: МГУ, ГРИФ, 1998. -256 с.

62. Мирошник, И.В. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами / И.В. Мирошник, В.О. Никифоров, А.Л. Фрадков. СПб.: Наука, 2000. - 549 с.

63. Многоуровневое управление процессом тепловлажной обработки зерновых продуктов / А.Н. Остриков, A.A. Шевцов, В.М. Калабухов, А.Н. Зотов // Автоматизация и современные технологии. 2002. - № 9. -С. 9-12.

64. Муштаев, В.И. Теория и расчеты процесса сушки дисперсных материалов в активных гидродинамических режимах / В.И. Муштаев // Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение. 1999. - № 11. -С. 3-8.

65. Николис Г. Познание сложного. Введение: Пер. с англ. / Г. Николис, И. Пригожин. М.: Мир, 1990. - 334 с.

66. Павленко, В.Н. Комплексная модель эффективности ректификационных тарелок. 8. Сравнение с другими моделями по экспериментальным данным / В.Н. Павлечко, Э.И. Левданский // Инженерно-физический журнал. 2002. - Т. 75, № 3. - С. 17-22.

67. Павлечко, В.Н. Комплексная модель эффективности ректификационных тарелок. 7. Взаимосвязь отдельных параметров /

68. B.Н. Павлечко // Инженерно-физический журнал. 2002. - Т. 75, № 1.1. C. 112-117.

69. Павлечко, В.Н. Сравнение эффективности ректификационных тарелок при противоточном движении фаз с учетом перемешивания жидкости / В.Н. Павлечко // Инженерно-физический журнал. 2000. - Т. 73, №3.-С. 514-520.

70. Пажи, Д.Г. Основы техники распыливания жидкостей / Д.Г. Пажи, B.C. Галустов. М.: Химия, 1984. - 389 с.

71. Пажи, Д.Г. Форсунки в химической промышленности / Д.Г. Пажи, А.М. Прахов, Б.Б. Равинович. -М.: Химия, 1971. 413 с.

72. Пат. 2166713 РФ, МКИ 7F26 В 3/12. Распылительная сушильная установка / В.А. Ерин, Т.А. Лежнина, В.В. Роженцов и др. (РФ). 8 с.

73. Пат. 2200285 РФ F26 В 3/12, 17/10. Распылительная сушильная установка / А.Б. Савиных, Л.А. Стешина (РФ). 7 с.

74. Петров, К.П. Аэродинамика тел простейших форм / К.П. Петров. М.: Фанториал, 1998. - 432 с.

75. Попырин, Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок / Л.С. Попырин. М.: Энергия, 1978. - 416 с.

76. Прибытков, A.B. Разработка аппарата для сушки во встречно-закрученном потоком теплоносителя / A.B. Прибытков // Сб. науч. тр.; Воронежская гос. техн. академия; Фак. пищевых машин и автоматов. -Воронеж, 1999. № 9. - С. 35-36.

77. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Спр. пособие / A.C. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, A.A. Клюев; Под ред. A.C. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1990.-464 с.

78. Прудников, H.A. Численное моделирование тепломассообмена при сушке гранулированных полимеров в плотном слое / H.A. Прудников, М.А. Брич, Я.С. Раптунович // Инженерно-физический журнал. 1990. -Т. 59, №6. -С. 995-1000.

79. Рудобашта, С.П. Нестационарная массоотдача частиц сферической формы / С.П. Рудобашта, Э.М. Карташов // Инженерно-физический журнал. 1997. - Т. 70, № 6. - С. 930-936.

80. Сиразетдинов, Т.К. Оптимизация систем с распределенными параметрами / Т.К. Сиразетдинов. М.: Наука, 1977. - 480 с.

81. Солодовников, В.В. Теория автоматического управления техническими системами: Учебное пособие / В.В. Солодовников, В.Н. Плотников, A.B. Яковлев. М.: МГТУ, 1993. - 496 с.

82. Солодовников, B.B. Теория сложности и проектирование систем управления / В.В. Солодовников, В.И. Тумаркин. М.: Наука: Физматлит, 1990.- 168 с.

83. Справочник машиностроителя: В 6 т./ Под ред. Н.С. Ачеркана. -3-изд., исправл. и доп. М.: Машгиз, 1961. - Т 2. - 740 с.

84. Стахеев, И.В. Основы проектирования процессов и аппаратов пищевых производств / И.В. Стахеев. Минск: Высшая школа, 1972. - 304 с.

85. Стешина, Л.А. Установка гранулирования суспензий твердых сплавов/ Молодежь, студенчество и наука XXI века: Материалы IIIэлектронной заочной конференции с международным участием, г. Ижевск, 2003 г. / Из-во ИжГТУ. 2003. - С. 124 - 129.

86. Теплицкий, Ю.С. Кондуктивно-конвективный теплообмен в дисперсных системах со взвешенными частицами / Ю.С. Теплицкий // Инженерно-физический журнал. 1999. - Т. 72, № 2. - С. 317-323.

87. Теплицкий, Ю.С. Диаграмма фазового состояния дисперсной системы с восходящим потоком газа / Ю.С. Теплицкий // Инженерно-физический журнал. 2002. - Т. 75, № 1. - С. 117-122.

88. Теплообмен при охлаждении генераторного газа в вихревом барботажном аппарате / И.И. Борисов, A.A. Халатов, Г.Г. Гелетуха и др. // Инженерно-физический журнал. 1998. - Т. 71, № 6. - С. 983-987.

89. Установка для сушки и грануляции смесей безвольфрамовых и маловольфрамовых твердых сплавов / В.А. Ерин, А.Б. Савиных, В.В. Роженцов и др. // Радиопромышленность. 1991. - № 12. - С. 29-30.

90. Установки для сушки и грануляции смесей методом распыления: Отчет о НИР (промежуточ.) / Всесоюз. науч.-исслед. и проект, ин-т тугоплавких металлов и твердых сплавов. № ГР 72065204; Инв. № Б553210. -М., 1974.- 158 с.

91. Чернобыльский, И.И. Машины и аппараты химических производств / И.И. Чернобыльский. М.: Энергоиздат, 1989. - 485с.

92. Шатихин, Л.Г. Структурные матрицы и их применение для исследования систем / Л.Г. Шатихин. М.: Машиностроение, 1991. - 256 с.

93. Шевяков, A.A. Управление тепловыми объектами с распределенными параметрами / A.A. Шевяков, Р.В. Яковлева. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.

94. Юркевич, В.Д. Синтез нелинейных нестационарных систем управления с разнотемповыми процессами / В.Д. Юркевич. СПб.: Наука, 2000.-288 с.

95. Agazzani, A. An assessment of the perÇmance of closed cycles with and without heat rejectior at crvogenic temperatures / A. Agazzani, A.F. Massardo,

96. T. Korakianitis // Trans. ASME. J. Eng. Gas Turbines and Power. 1999. -Vol. 121, №3.-P. 458-465.

97. Anders, M. Optimal state feedback control with a prescribed contraction property / M. Anders, K. Nordstrom // Automatica. 1994. - Vol. 30, № 11.-P. 1751-1756.

98. Belanger, P.R. Control Engineering. A Model Approach / P.R. Belanger. Orlando, Florida, 1995. - 472 p.

99. Caho, T. Powder metallurgy / T. Caho // Xinzoku = Metals a. Technology. 1993. - Vol. 63, № 11. - P. 54-60.

100. Farlow, S. Partial differential equations for Scientists and Engineers / S. Farlow. John Wiley & Sons Inc., 1982. - 414 p.

101. Fräser, R.P. Liquid atomization in Chemical Engineering / R.P. Fräser, P. Eisenklem, M. Dombrowski // British Chemical Engineering. -1957. Vol. 2, № 9. - P. 496-501.

102. Pressure recovery in a centrifugal blower casing / J. Fukutomi, A. Itabashi, Y. Senoo et all // Tokushima daigaku kogakubu kenkyu hokoku=Bull. Fac. Eng. (Univ. Tokushima). 1999. - № 44. - P. 57-63.

103. Gard, M.F. Thermal pressure control: Regulation of high-pressure gas by exploitation of temperature sensitivity / M.F. Gard, S.M. Rabinovich // IEEE Trans. Contr. Syst. Technol. 1994. - Vol. 2, № 2. - P.151-153.

104. Haken H. Advanced Synergetics / H. Haken // Instability Hierarchies of Self-Organizing Systems and Devices, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo. 1983. - Vol. 20. - 423 p.

105. Huashu, Q. Passivity, stability and optimality / Q. Huashu, H. Yiguarg // Contr. Theory and Appl. 1994. - Vol. 11, № 4. - P. 421-427.

106. Kogaku Kaishi = J. of the Soc. of Powder Technology, Japan. 1994. - Vol. 31, № 2. - P. 92-99.

107. Korn, G.A. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review / G.A. Korn, T.M. Korn.- 1152 p.

108. Krischer, O. Die Wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik Springer-Verlag / O. Krischer // Berlin-Gottingen -Heidelberg. 1956.-P. 539.

109. Kwakernaak, H., Linear Optimal Control Systems. / H. Kwakernaak, R. Sivan // Wilev-interscience, a division of John Wiley & sons, Inc. New York-London-Sydney-Toronto. 1972. - 268 p.

110. Ma, X.H. On the modeling of heat exchangers for process control / X.H. Ma, H.A. Presing, R.M. Wood // Proc. Amer. Contr. Conf., Chicago, 111., June 24-26, 1992. Vol. 2. - Evanston (III), 1992. - P. 1441-1442.

111. Peter, C. Heat transfer in convective turbulence / C. Peter, D.R. Charles // Nonlinearity. 1996. - Vol. 9, № 4. - P. 1049-1060.

112. Steshina, L.A. Research of Stability Areas of Dynamic Systems / L.A. Steshina. Saint-Peterburg., 2002. - P. 79-83. (Preprints 9th International Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad): Saint-Petersburg, Russia, June 3-5, 2002).

113. Stirred-ball-mill technology boosts process efficiency / M. Lewis, P. Seitz, S. Talvalkar et all // Chem. Processing. 1992. - Vol. 55, № 6. - P. 49.

114. Modeling and simulation of airflow in sponted bed dryers /

115. A.S. Tranca, M.L. Passos, A.L. Charbel, G. Massarani // Drining Yechnol. 1998. -Vol. 16, №9-10.-P. 1929-1938.

116. Zoz, H. Drum ball mills / H. Zoz // Koramische Ztschr. 1995.1. B. 47, № 3. S. 191-192.

117. Zwillinger, D. Handbook of differential equations / D. Zwillinger. -Boston, MA: Academic Press, Inc., 1989. 673 p.

118. Установка гранулирования суспензий твердых сплавов методомраспылительной сушки

119. ФОРМУЛЯР ПДИР.066.322.001.ФО.

120. Разработанная ООО НПП «Инструмент» и сотрудниками МарГТУ установка гранулирования суспензий замкнутого цикла имеет следующие технические характеристики ПДИР.066.322.001:

121. Исходный продукт смесь порошка твердого сплава в смеси со спиртом этиловым и связующими ПЭГ-115 (% не > 2);

122. Производительность по сухому продукту (гранулам) в зависимостиот вида твердого сплава 18-3 бкг/ч;

123. Размер гранул 0,006-0,25мм;4. % содержание гранул <0,06 мм> 17%;

124. Емкость баков-питателей пульпы (общая) 140 л;

125. Разовая заливка спирта этилового 160л;

126. Электрическая мощность, общая 24кВт;в том числе газонагревателя 18кВт;

127. Температура сушильного газа 160-220°С;

128. Расход азота- 1,5куб.м/час;10. Габариты: длина 4200мм;ширина- 3300мм;высота- 4500-4800мм;11. Масса- 3500-4000кг.

129. Климатическое исполнение установки УХЛ, категории 4.2 по ГОСТ 15150-69, при этом высота над уровнем моря не более 1000 м.

130. Окружающая среда температура (25±10)°С, относительная влажность воздуха 45-80%, атмосферное давление 84.106,7кПа.

131. Технические характеристики сушильной камеры ПДИР.301.146.001:1. Высота общая- 3083мм;

132. Высота цилиндрической части 2300мм;3. Диаметр- 1454мм;

133. Макс, допустимое избыт, давление бкПа.

134. Технические характеристики газонагревателя ПДИР.301.672.003:

135. Максимальная температура газа на выходе 250°С;2. Мощность:1.ступени 6кВт;1. ступени- 12кВт;1.I ступени 18кВт;3. Диаметр- 320мм;4. Высота 2595мм;5. Масса- 180кг.

136. Технические характеристики скруббера ПДИР.065.331.001.:1. Степень очистки 99,9%;

137. Остаточное влагосодержание 50*100г/м3;о

138. Производительность- 300-400м/ч;

139. Температура на входе 80-90°С;на выходе- 25-3 5°С;

140. Емкость кубовой части 200 л.;6. Диаметр 560мм;7. Высота- 3460мм;8. Масса 220кг.

141. Технические ПДИР.302.154.002.:характеристики теплообменник вода-спирт1. Длина2. Ширина3. Высота1695мм;330мм;375мм.

142. Технические ПДИР.632.563.001.:характеристикивентиляционноиустановки1. Номинальный напор 2. Производительность 3. Мощность4. Ширина5. Длина6. Высота7. Масса5кПа;1. З88м3/ч2,2кВт420мм690мм510мм90кг.

143. Исходные данные для расчета коэффициентов математической модели процессов, сопровождающих гранулирование суспензий твердых сплавов, методом распылительной сушки в установившемся режиме.

144. Параметр Обозначение Величина Размерность

145. Температура на входе в СК тск 1 вых. г 200 °С

146. Давление на входе в СК рСК гвх.г 2 кПа

147. Температура внешней среды Твн.ср 25 °С

148. Температура суспензии тск 1 СУСП 35 °с

149. Массовый расход газа на вх. СК Мвх.г 70 кг/час

150. Массовый расход суспензии мск тСУСП 45 кг/час

151. Теплоемкость газа сг 0.746 кДж/кг.К

152. Теплопроводность газа 0.0384 Вт/м.К

153. Теплоемкость суспензии ССУСП 2.81 кДж/кг.К

154. Теплопроводность стенки СК ^СТ 17.5 Вт/м.К

155. Теплоемкость стенки СК сст 0.5 кДж/кг.К

156. Масса стенки СК тст 181 кг

157. Теплота парообразования спирта г 712.3 кДж/кг.

158. Тепловыделение ТЭНа я 18 кВт

159. Теплоемкость ТЭНа Су 0.5 кДж/кг.К1. Масса ТЭНа шт 3 кг

160. Поверхность теплообмена ТЭНа и 0.12 м2масла

161. Теплоемкость масла см 1.68 кДж/кг.К1. Масса масла 100 л

162. Поверхность теплообмена масла и 1.23 м2газа

163. Теплоемкость воды св 4.19 кДж/кг.К1. Масса воды тв 0.1 кг

164. Поверхность теплообмена воды и Г 0.28 м^спирта

165. Теплопроводность воды Хв 57.5*102 Вт/м.К

166. Результаты расчета коэффициентов математической модели процессов, сопровождающих гранулирование суспензий твердых сплавов, методомраспылительной сушки.

167. Коэффициент Обозначение Величина Примечание

168. Коэффициент местного сопротивления на входе СК 5-ск 4)1 0.5 78., ст. 645

169. Коэффициент местного сопротивления на выходе СК Лск Ъ2 0.5 78., ст. 645

170. Коэффициент теплоотдачи камеры во внешнюю среду авн 41 Вт/м2К 78., ст. 214

171. Коэффициент теплоотдачи газа частице агран 533Вт/м2К 48., ст. 169176

172. Коэффициент теплопередачи между ТЭНом и маслом а! 1200 Вт/м2К 8., ст. 33

173. Коэффициент теплопередачи между маслом и газом а2 340 Вт/м2К 8., ст. 33

174. Коэффициент теплопередачи между водой и спиртом а 1000 Вт/м2К 8., ст. 33

175. Коэффициент массопередачи К 0.42 кг/м2ч мм рт. ст. 48., ст. 170

176. Коэффициент теплопередачи между газом и спиртом а3 2000 Вт/м2К 8., ст. 331. ПРОТОКОЛизмерения параметров технологического процесса гранулирования суспензий твердых сплавов1 августа 2002 г. г. Кировград

177. Измерения проводились в цехе № 5 Кировградского завода твердых сплавов.

178. Измерения параметров технологического процесса гранулирования суспензий твердых сплавов проводились с использованием встроенных приборов контроля шкафа управления установки гранулирования КЗТС.

179. В процессе функционирования установки гранулирования исследовались 2 режима её работы:- при полном прогреве установки гранулирования или в стадии её готовности к распылению исходного материала суспензии;- в момент начала распыления суспензии.

180. Результаты измерения параметров технологического процесса в стадии готовности установки к распылению материала приведены в таблице 1.

181. Результаты измерения параметров технологического процесса гранулирования в момент начала распыления приведены в таблице 2.

182. Результаты измерений параметров технологического процесса гранулирования суспензий твердых сплавов в стадии готовности установки1. Параметры Значение

183. Температура газа на входе в газонагреватель, °С 45

184. Температура газа на выходе газонагревателя, °С 212

185. Температура газа на входе в сушильную камеру,°С 202

186. Температура газа на выходе из камеры, °С 120

187. Давление на входе в сушильную камеру, кПа 2

188. Давление в сушильной камере, кПа 1,2

189. Давление на выходе сушильной камеры, кПа 1,2

190. Температура газа на входе в скруббер, °С 110

191. Температура газа на выходе из скруббера, °С 53

192. Давление на входе в скруббер, кПа 2,0

193. Давление на выходе скруббера, кПа 0,1

194. Перепад давления на циклоне, кПа 1,3

195. Результаты измерений параметров технологического процесса гранулирования суспензий твердых сплавов в момент распыления суспензии1. Параметры Значение

196. Температура газа на входе в газонагреватель, °С 39

197. Температура газа на выходе газонагревателя, °С 212

198. Температура газа на входе в сушильную камеру,°С 202

199. Температура газа на выходе из камеры, °С 93

200. Давление на входе в сушильную камеру, кПа 2

201. Давление в сушильной камере, кПа 1,2

202. Давление на выходе сушильной камеры, кПа 1,2

203. Температура газа на входе в скруббер, °С 90

204. Температура газа на выходе из скруббера, °С 39

205. Давление на входе в скруббер, кПа 2,0

206. Давление на выходе скруббера, кПа од

207. Перепад давления на циклоне, кПа 1,3

208. Давление на форсунку, кг/см3 4,5

209. Плотность суспензии, кг/см 3,041. Измерения проводил:зам. директора ООО НИИ «Инструмент» Л.Б. Старыгин2 ■ !>-% /

210. При измерениях присутствовали:1. С/Ре«*?/инженер-конструктор ООО НИИ «Инструмент ) ИМ. Федосеевдоцент кафедры ПиП ЭВС МарГТУ /^¿(- ^ А.Б. Савиных1. \\1 I) 4 ' 1

211. РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВ:-!, БИБЛИОТЕК