|
|
Допустимые отклонения параметров
воздушной среды находятся в такой последовательности. Первоначально
специалист- технолог собирает и задает данные о технологических требованиях.
Ш их объем включаются: сведения о технологических объектах кондиционирования
или вентиляции, т. е. о сырье, материалах, деталях * продукции, 'их форме,
размерах и свойствах; допустимые отклонения технологических параметров,
перечисленные выше.
На основе этих данных специалист по вентиляции и кондиционированию
воздуха и специалист по автоматизации определяют динамическую характеристику
технологического объекта, его коэффициент передачи и вычисляют допустимые
статическое и динамическое отклонения параметров воздушной среды.
Большинство звеньев (деталей, изделий) можно приближенно
Рассматривать в сосредоточенных параметрах, т. е. не учитывая
распределенности температур, потенциала и других параметров. В этих элементах
при скачкообразном изменении температуры окружающего воздуха происходит
переходный процесс изменения температуры, который приближенно можно полагать
экспоненциальным. Характеризующая ее постоянная времени Т0 должна
рассматриваться не изолированно, а совместно с ожидаемым периодом колебаний
при работе регулятора (тп). Принципиальное значение имеют два крайних случая:
1) если TJтп < 0,07, то объект может рассматриваться как простейшее
усилительное звено, а статическое и динамическое отклонения допустимо считать
одинаковыми; 2) если TJтп> > 0,3, то динамическое отклонение больше
статического и определяется по формулам, приводимым далее.
Для дальнейшего изложения все технологические процессы
целесообразно разделить на две группы: процессы, зависящие от температуры
воздуха, и процессы, зависящие от влагосодержания, или относительной влажности.
Если говорить более строго, то процессы, зависящие от относительной
влажности, зависят как от температуры, так и от влагосодержания.
Термочувствительные детали, изделия и сырье
характеризуются зависимостью физико-механических свойств (прежде всего геометрических
размеров) от температуры воздуха в помещении. Задаваемая относительная
влажность сводит к минимуму микрокоррозию. Характерной величиной, выражающей
зависимость от температуры воздуха, является линейное удлинение. Статические
температуры воздуха и детали равны, так как деталь «погружена» в воздух и
коэффициент передачи по каналу «температура детали — температура воздуха»
равен единице Технологическим параметром является размер, а технологическое
отклонение нормируется как допустимое удлинение.
Допустимое динамическое отклонение температуры воздуха в
переходном процессе можно определить при том условии, если рассматривать
деталь в сосредоченных параметрах и оценивать изменение средней по количеству
теплоты температуры детали. Как показывает анализ теплофизических зависимостей
и прежде всего работы А. И. Пехович и В. М. Жидких [21], посвященной решению
задач нестационарной теплопроводности для тел разной формы и при разных
граничных условиях на ЭВМ, изменение среднеин- тегральной температуры
допустимо считать экспоненциальным. Постоянную времени для канонических тел
удобно определять из критерия Фурье For = аТ/Ь2 по графику 2.5.
Как видно, при малых частотах (больших периодах) допустимые
амплитуды колебания температуры воздуха приближаются к допустимым статическим
отклонениям.
Точность выполняемых расчетов допустимых амплитуд
колебаний температур зависит от численного значения коэффициента
конвективного теплообмена, рассчитать который с учетом движения воздуха в
помещении сложно, и от оценки формы тела. Остальные величины, входящие в
расчет,'определяются достаточно точно.
Гигроскопические (капиллярно-пористые) материалы
достаточно многообразны. К ним относятся бумага, натуральное и искусственное
волокна, ткани, кожа, пленка и др. Наиболее обстоятельные и целенаправленные
для задач кондиционирования воздуха исследования выполнены Б. Н. Юрмановым
(ЛИСИ) и его учениками [30].
Методы определения допустимых отклонений параметров
воздуха для условий хранения и переработки гигроскопических материалов во
многом аналогичны методам, изложенным выше для термочувствительных деталей. Но
есть и разница. Она заключается в многообразном влиянии влажности на
материал: на его размеры, равновесную влажность, химический потенциал и
другие характеристики. Метод определения допустимых отклонений рассмотрим на
примере распространенной продукции — бумаги, которая является сырьем для
полиграфической продукции.
Поданным В. И. Прохорова, допустимое отклонение
относительной влажности для разных видов полиграфической продукции составляет
от 2—3 % до 5 %. Коэффициент передачи можно определить графоаналитическим
способом по кривым равновесной влажности материала как зависимости
равновесной влажности материала от относительной влажности воздуха ( 2.7).
Эта линия имеет вид кривой, что объясняется сложным характером процесса
сорбции влаги. Выбрав «опорное» значение относительной влажности, которая
задана в помещении, легко провести касательную, определить приращения AW и
Афв и, разделив их друг на друга, вычислить коэффициент передачи /Сшфв,
входящий в формулу (2.8). Гигроскопические материалы с точки зрения их
статической характеристики являются нелинейным звеном, т. е. коэффициент
передачи их переменный. Динамическую характеристику гигроскопического
материала можно определить только на основании изучения переходного
процесса. Однако в ряде расчетов нужно знать не точное
значение постоянной времени, а диапазон ожидаемых значений. Многие
гигроскопические материалы имеют форму цилиндра (нить, волокно) малого
радиуса или пластины (бумага, ткань, кожа и др.) малой толщины. Постоянная
времени имеет порядок десятка минут. Так как период колебаний при работе
регулятора соизмерим с ожидаемой постоянной времени (77тп > 0,3), то
допустимое динамическое отклонение параметра можно определить по формуле
(2.7).
|