Особливості автоматизації теплових процесів нагрівання рідини

Анотація

В даній статті розглянуто принципи процесу управління теплом на прикладі кожухотрубного теплообмінника з поверхнею керування, до якого подається теплоносій та нагрівальний продукт. Показником ефективності процесу є температура продукту на виході з теплообмінника, а метою керування є підтримка цієї температури на певному рівні. Автоматизація виробничих процесів ‒ основний напрямок, за яким нині просувається виробництво в усьому світі. Усе, що раніше виконувалося самою людиною, її функції, не тільки фізичні, а й інтелектуальні, поступово переходять до техніки, яка сама виконує технологічні цикли і здійснює контроль над ними. Завдяки автоматизації, технологія теплообміну зробила крок далеко вперед. Висока якість регулювання, забезпечення безпеки протікання реакцій, швидкість здійснення процесів і багато іншого дають змогу забезпечувати технічні засоби автоматизації. Температура є показником термодинамічного стану системи і використовується як вихідна координата під час регулювання теплових процесів. Динамічні характеристики об'єктів у системах регулювання температури залежать від фізико-хімічних параметрів процесу і конструкції апарата. Тому загальні рекомендації щодо вибору АСР температури сформулювати неможливо, і потрібен аналіз кожного конкретного процесу. До загальних особливостей АСР температури можна віднести значну інерційність теплових процесів і промислових датчиків температури. Теплові процеси відіграють значну роль у хімічній технології. Хімічні реакції речовин, а також їх фізичні перетворення, як правило, супроводжуються тепловими явищами. Теплові ефекти часто складають основу технологічних процесів. Нагрівання здійснюють за допомогою різних нагрівальних теплоносіїв (основні з яких водяна пара, гаряча вода, топкові гази і нагріте повітря, висококиплячі органічні речовини рідини), а також електричного струму. Вибір нагріваючого теплоносія залежить в першу чергу від необхідної температури нагріву і можливості її регулювання. Крім того, теплоносій повинен забезпечити досить високу інтенсивність теплообміну при невеликих його витратах, мати малу в'язкість, але високу щільність, теплоємність і теплоту пароутворення. Бажано також, щоб теплоносій був негорючим, нетоксичним, термічно стійким, не мав руйнівного впливу на матеріал апарату і водночас був доступною і дешевою речовиною.