文摘
gydF4y2Ba我们提出的热行为一批反应堆夹克配备monofluid加热/冷却系统。加热和冷却提供了分别由一个电阻和两个板热交换器。反应的温度的控制是基于监督系统。这一战略管理的热设备是基于热通量作为被控变量的使用。monofluid温度的调制作用于加热功率或一个气开式阀门的开度,提供monofluid热交换器。研究表明,应用该方法进行的试点反应堆给好的结果在模拟,考虑各种设备的动力大大提高质量的行为。除了热控制的放热反应(mononitration)表明,考虑模型表示改善结果中产生的热量通过消除任何过度的温度设定点。
<年代p一个ncl一个年代年代="end-abs">1。介绍
gydF4y2Ba大量的工业过程,如聚合物的生产,精细化工,制药,连续生产并不是可行的或经济上有吸引力,在批处理反应堆操作。
gydF4y2Ba在许多情况下,这种模式的操作是用来制造各种产品,包括显著不同的特征,如转换时间和热的反应。这种类型的反应堆的控制完全是常常难以实现(<一个href="#B1">1一个>,
任何控制器是用来控制反应堆必须能够考虑这些不同阶段<一个href="#B8">8一个>- - - - - -<一个href="#B11">11一个>]。反应堆的温度控制的内容与流体流动换热反应堆周围的夹克。它是复杂的操作模式和管理众多的液体。然后控制性能主要依赖于heating-cooling系统与反应堆(<一个href="#B12">12一个>]。许多研究已经进行控制问题和策略在这种类型的反应堆(<一个href="#B13">13一个>,
gydF4y2Ba很多配置加热/冷却系统中引用文献[<一个href="#B13">13一个>]。两种主要类型的加热/冷却系统通常用于工业:另一种系统或multifluid mono-fluid系统(<一个href="#B15">15一个>,
gydF4y2Ba另一种配置是mono-fluid系统往往取代最近multifluid体系建设研讨会。这个系统只使用一个流体,温度可以被修改以达到预期的反应堆温度由一个中间热循环,其中可能包括热交换器,加热器,等等;然而,这个外部热循环的动力学可以惩罚,尤其是在紧急的情况下需要快速冷却或加热<一个href="#B17">17一个>]。这一技术研究了早些时候(<一个href="#B15">15一个>,
gydF4y2Ba功能的原理在于选择器或液体注入热循环,然后确定被控变量,这将有可能跟随给定的温度。这个变量可以是一个电力或流量。这个选择是由一个程序的监督。许多作者研究了加热/冷却系统和监督。在作者(<一个href="#B13">13一个>]给出了实验和仿真研究温度控制的工业批量反应堆(65、160 l)配有multifluid加热/冷却系统。他们使用自适应双模型引用和GPC监督策略基于一个限制热通量分析。一种新的优化方法的GPC算法被提出<一个href="#B19">19一个>在适应性和非适应性配置馈料式青霉素过程使用完整的阶乘设计方法。另一种方法来管理的液体是由<一个href="#B20">20.一个>]。这种方法的原理是基于监督条文的限制温度的轨迹。监督的工具计算每段时期两个标准抽样,对输入的距离设定点的温度反应混合物和发展将呈现系统最大和最小每个流体的热通量。
gydF4y2Ba反应堆的控制的一种有效方法和相似的过程利用非线性控制(NC)的各种方法。几个数控理论描述的修改,例如,(<一个href="#B21">21一个>,
gydF4y2Ba本文处理新方法的热行为的监督和控制反应器配有mono-fluid加热/冷却系统。
gydF4y2Ba主控制器计算出热通量(可以之间交换反应和夹克)必要流所需的反应堆温度曲线。另一方面,每个热流体的最大和最小热能力确定,用于选择“正确”的流体与流体优先出现在夹克。所需的热通量计算了主控制器相比,目前的液体的极限能力。主控制器是一个预测函数控制(PFC)。为其选择能力维持反应堆的灵活的特点。后的描述反应堆(试验工厂)。在第三部分,监测方法和批量反应堆的控制。然后简要描述过程的监管(PFC)。第四部分给监督的策略之一。最后一部分是用于验证系统的基于策略的管理监督的热设备的热通量的分析。 Obtained results, for the thermal behavior of batch reactor in simulation following profiles of typical temperatures (heating-maintenance-cooling-maintenance).
2。过程描述
gydF4y2Ba试验工厂的示意图如图<一个href="//www.newsama.com/journals/mse/2012/764614/fig1/" target="_blank">1一个>。
实验装置由1 L玻璃反应器夹套,配有mono-fluid加热/冷却系统。这项工作中所使用的mono-fluid乙二醇和水的混合物,重量比为50%,流量为1000 L h<年代up>−1秒up>并在不同的温度下,−35和110°C之间。mono-fluid流量测量是通过两个流量计,一个安装在主热循环(流量计1),另一个在二级热循环(流量计2)。加热/冷却系统使用一个电阻2000 W和两板热交换器(法)。一个板式换热器使用冷水作为实用流体温度是15°C和最大流量1500 L h<年代up>−1秒up>而另一个使用乙二醇和水的混合物,在体重的比率为50%,温度在−10°C和1500 L h的最大流量<年代up>−1秒up>。实用流体的流速也测量。三个开关阀允许mono-fluid加热或冷却。另外两个开关阀是用来操纵效用的液体。三气开式阀门确保该部门的mono-fluid两部分在冷却阶段。传动装置泵保证mono-fluid在热循环的循环最大流量1500 L h<年代up>−1秒up>。反应堆有以下物理规格:一个内部直径82毫米,壁厚的9毫米,外部夹克直径125毫米,一件夹克壁厚5毫米,最大反应物mixture-reactor传热面积0.039 m<年代up>2秒up>和一件夹克的0.15 L。螺旋桨旋转260 rpm。反应堆运行批处理和馈料式模式。活塞泵允许液体反应物流速的变化从0到336厘米<年代up>3秒up>h<年代up>−1秒up>。
gydF4y2Ba所有的温度测量在每个采样周期使用装PT100铂电阻传感器的精度±0.1°C。提要入口反应物由热电偶测量温度。计算机模拟数字(A / D)和数模转换器(D / A)用于数据采集。监督控制算法程序实现是用Fortran编写4和PC上为了完成不同的温度控制任务。
3所示。方法监测批反应堆
gydF4y2Ba战略整合跟踪和控制是由(<一个href="#B13">13一个>,
gydF4y2Ba研究的行为过程,在级联结构的监管使用预测函数控制(PFC)的技术是应用程序。两个控制水平“1”和“0”。两个控制器用于控制水平”1。“第一个负责监督(PFCM),它计算所需的热通量之间交换mono-fluid夹克和内部流动反应混合物。第二个(PFC1)是用于计算设定点温度(T<年代ub>图标秒ub>),将跟踪进口夹克温度。控制水平的“0”,因为PFC的算法是一种算法的输出(单输入,单输出),三个奴隶控制器是用来控制mono-fluid温度。放在一个电阻计算电能值和两个工厂的其他两个热交换器计算mono-fluid流量比例分派到其中的一个。
gydF4y2Ba串级控制的计划阻止这个过程在图给出<一个href="//www.newsama.com/journals/mse/2012/764614/fig2/" target="_blank">2一个>。