microbik.ru
1

УДК 681.5 (06) Автоматика

С.Л. БОГОМОЛОВ

Научный руководитель – Г.П. ТЕРЕХОВ, доцент

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ПРИНЦИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СУШКИ КИРПИЧА
Приводятся особенности моделирования теплотехнических процессов сушки кирпича на примере теплотехнических процессов сушильной камеры ООО “Каширский кирпичный завод»
Процесс сушки – является важным этапом в процессе производства кирпича. Под сушкой кирпича понимают удаление лишней влаги из сырого материала. Это достаточно сложный и трудоемкий процесс, осуществляемый в так называемых «сушильных камерах» на кирпичных заводах. Важно следить за правильностью протекания этого процесса, так как то него зависит качество готовой продукции. Правильно понимать этот процесс позволит математическая модель.

Адекватная математическая модель позволит взглянуть на процессы, проходящие в камере сушки кирпича по-новому. С помощью модели становится возможным проводить различные эксперименты на компьютере, не нарушая процесса производства. Также математическая модель позволит усовершенствовать саму сушильную камеру. Например, с помощью модели можно будет точно определить положение и количество датчиков, измеряющих параметры теплоносителя внутри камеры – температуру, давление и влажность. Построив поле температуры и влажности в разных точках камеры, можно будет выявить самые неблагоприятные ее зоны с точки зрения подвода теплоносителя и его влажности и попытаться улучшить эти показатели. Улучшить их можно, в первую очередь, расположив в этих зонах датчики и подобрав устройства управления, позволяющие держать температуру, давление и влажность в заданных пределах. Но использовать управляющие устройства важно еще и для того, чтобы не только выдерживать, но и изменять параметры теплоносителя во времени, чтобы обеспечить максимально эффективный процесс сушки, без брака. Для того чтобы такие устройства подобрать наилучшим образом, нужно провести много экспериментов, так как камера сложный объект с большим количеством взаимосвязанных факторов. Математическая модель ее позволит проводить эти эксперименты без создания этих управляющих устройств, виртуально.

Математическую модель нужно разделить на две части – модель отдельного кирпича и модель камеры, в которой он находится. Эти модели будут вложены друг в друга. Сначала необходимо создать модель материала – сырца, которая адекватно описывала бы происходящие внутри него процессы. А потом, создать модель камеры с точки зрения подачи, перемешивания и вывода из нее теплоносителя. И, наконец, вложить модель кирпича в модель камеры, связать их и получить общую модель системы и наблюдать за протекающими в ней процессами. Для создания этих моделей важно подобрать правильный инструментарий. Можно рассмотреть такие варианты: программирование на языке высокого уровня и использование математической среды (MatLab,Maple и др.). Программирование при своих достоинствах – переносимости модели и гибкости разработки имеет ряд недостатков, самыми важными из которых являются большие затраты времени на написание программы и обеспечения взаимодействия между моделями разных систем и малая ориентированность современных языков программирования именно на математические вычисления. Использование среды математических вычислений значительно облегчает задачу. Существует множество математических систем, самыми популярными из которых являются MatLab, MathCad, Maple и Mathematica. Наиболее выгодно из них выглядит система MatLab компании The MathWorks, Inc. так как в ней есть специальный пакет для работы с математическими моделями – Simulink. Это достаточно мощная система визуального создания моделей, которая обладает достаточно простым интерфейсом и при этом богатыми возможностями, поэтому она и была выбрана в качестве среды проектирования.
Список литературы


  1. Кэмпбелл Д.П. Динамика процессов химической технологии. Государственное научно-техническое издательство химической литературы, Москва 1962.

  2. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.х (в 2-х томах). Диалог-МИФИ. 1999.




________________________________________________________________________________

ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 15