Тепловые процессы и их динамика.

Проектирование и наладка ЭТУ начинается с расчета тепловых процессов. Количество тепла, изменяющее состояние обрабатываемого тела, определяется температурой этого тела, его массой и материалом тела (его теплоемкостью):

ΔQ=m·C·Δt°;

Q=m·C·t°;

Закон теплообмена: количество тепла, потерянное горячим телом равно количеству тепла, приобретенному холодным телом.

Передача теплоты осуществляется тремя способами:

1. конвенция - в средах, где возможно свободное движение молекул (газы, жидкости);

2. теплопроводность – это колебание молекул; энергия от одной молекулы передается ближайшим. Разные материалы характеризуются разной теплопроводностью ;

Материал
Al	0,485
Cu	0,918
Сталь	0,115
Fe	0,061
Кирпич	0,0015
Бетон	0,0022
Вода	0,00131
Воздух	0,0000568
азот	0,0000524

 

 

 

 

.

3. лучеиспускание – передача тепла сквозь вещество или вакуум, характеризуется диапазоном излучения:

 

 

Интенсивность излучения тепла в любом частотном диапазоне характеризуется зависимостью:

,

где τ²-расстояние между горячим и холодным телом.

Для определения необходимой мощности источника тепла по приведенным зависимостям рассчитывают количество тепла, необходимого для достижения изделием с массой m, теплоемкостью С, нужной температуры t (задается технологами). К этому значению добавляется тепло, которое теряется в установке. При этом должны браться во внимание тепловые инерционные свойства ЭТУ.

Динамические характеристики тепловых установок определяются аналогично динамическими характеристиками электрических цепей.

 

Электрика

Тепло Коэффициент теплопроводности:  где  - тепловая емкость системы.

Все САУ разбиваются на группы по следующим признакам:

- по алгоритму функционирования (стабилизирующие САУ, программные, следящие, экстремальные, самонастраивающиеся);

- по закону формирования управляющего воздействия с П, ПИ и ПИД-регулятором;

- по принципу действия (по отклонению, по возмущению и комбинированные);

- по наличию обратной связи (с местной обратной связью, разомкнутые и замкнутые);

- по количеству замкнутых контуров управления (одно- и многоконтурные);

- по количеству регулируемых величин (одно- и многомерные);

- зависимость параметров САУ от времени (кривая намагничивания, сопротивление якоря; системы могут быть стационарные и нестационарные);

- по характеру изменения управляющего воздействия во времени (непрерывные, релейные, импульсные, цифровые);

- по наличию ошибки в установившемся режиме (статические, астатические);

- по виду применяемой для управления энергии (электрические, пневматические, гидравлические, электромеханические, электропневматические и электрогидравлические);

- по распределению параметров объекта управления в пространстве (с сосредоточенными параметрами, с распределенными параметрами);

-по наличию усилителя (САУ прямого действия, САУ непрямого действия);

- по приспособляемости к условиям работы (обыкновенные, адаптивные, самоорганизующиеся).