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时间:2018-12-07
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1、过程装备与控制综合实验平台的设计摘要:本论文是有关于过程装备与控制综合实验平台的设计,此实验平台主要包括以下几部分:加压罐、稳压罐、加压泵、副水泵、压力传感器、电磁流量计、电动调节阀、阀门。通过对以上设备的整合和优化设计,使此平台具有自动采集和自动控制功能,只要改变阀门的开关便可做内压应力测试实验、外压失稳实验或离心泵的性能测试。关键词:实验平台;内压;外压;失稳;控制;管路中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1674-7712(2014)12-0000-01一、简介(-)自动化的发展趋势[1]在
2、现代化工业生产中,过程控制技术正为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产效率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起越来越大的作用。生产自动化是提高实验速度和精度的有利工具之一。实现实验自动化的目的如下:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品质量;(2)生产过程自动化的实现,能根本改变劳动方式,提高实验人员文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动Z间的差别创造条件[2]。(二)实验室现状过程设备与控制基本实验包括:内压应力测定实验、外压失稳实验以及离心泵的性能测试实验。1•内压应力测定实验。
3、应力测定的基本原理:由材料力学可知,材料在弹性范围内,应力与应变的关系符合虎克定律。对于两向应力状态的圆筒形容器来说,由虎克定律可导出以下公式:MPa.2•外压失稳实验。实验原理:失稳现象[3]壳体在承受均布外压作用时,壳壁中产生压缩薄膜应力,其大小与相等内压时的拉伸薄膜应力相同。但此时有两种可能的失效形式:一种是因强度不足,发生压缩屈服失效;另一种是由刚度不足,发生失稳破坏。承受外压载荷的壳体,当外压载荷增大到某一值时,壳体会突然失去原来的形状,被压扁或出现波纹;载荷卸去后,壳体不能恢复原状,这种现象称为
4、外压壳体的屈服或失稳。(三)过程装备与控制综合实验台系统介绍实验台装置整个系统美观实用,功能多样,使用方便,既能进行验证性、设计性实验,又能提供综合性实验,可以满足不同层次的教学和研究要求。本实验装置的检测信号、控制信号及被控信号均釆用ICE标准,即电压1:5V,电流4:20mAo实验系统供电要求:单相220V交流电,外形尺寸:2270X1350X1000mm,重量:400kg。1.系统的主要特点(1)被调参数囊括了流量、压力等参数;(2)压力调节采用电动调节阀;(3)系统采用离心泵提供压力,噪音低;(4)
5、共用一台加压泵。(5)可以利用副水泵实现快速抽水;(6)加压罐采用了回转盖快开结构;(7)稳压罐可以用来做内压应力测定实验。1.实验对象组成结构实验系统包含有:不锈钢储水箱(长X宽X高:600X500X500mm).不锈钢稳压罐(DN400,L500)、不锈钢加压罐(DN300,L400)。系统动力支路分两路组成:一路由多级离心泵、电动调节阀、电磁流量计、不锈钢水管、手动切换阀组成;另一路由单级离心泵、不锈钢水管、手动切换阀组成。(四)设计思路利用手动切换阀來控制管路中水的流动方向,以便來实现实验的目的。副
6、水泵既可以用来给加压罐和稳压罐快速注水和排水,也可用来做离心泵的性能测试。电动调节阀既可以用来调节管路中的压力,也可以用来调节离心泵的性能测试实验中的流量。二、管路连接及信号采集三、结束语本设计主耍是对压力容器的结构设计、管路路线设计以及标准件的选用。最终给全套的设计方案及设计结果。参考文献:[1]历玉鸣•化工仪表及自动化[M].北京:化学工业出版社,1999.[2]金希柱,王洪诏,王明珠•电磁流量计的选择与止确使用[J]•中国计量,2005(08)・[3]全国压力容器标准化技术委员会设计分团委•钢制压力容
7、器设计指南[M].138-183.[作者简介]王大青(1982.07-),男,山东汶上人,机电部副部长,助理工程师,工科学士。
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