BLANDETANK

• Bilde av simulatorens frontpanel
• Hva trengs for å kunne kjøre simulatoren? Les for å få siste informasjon!
• Tips for bruk av simulatoren
• Simulatoren: blandetank.exe (klikk for å laste ned). Simulatoren kjører umiddelbart etter nedlasting ved å trykke Åpne i nedlastingsvinduet. Alternativt kan du først lagre en kopi av exe-filen på en selvvalgt katalog på PC'en og deretter kjøre exe-filen, hvilket starter simulatoren.

Beskrivelse av systemet

I denne laben simuleres responsen i konsentrasjonen c_A av komponent A i en blandetank. A tilsettes tanken sammen med et råstoff, som ikke inneholder A. Se simulatorens frontpanel.

Molbalanse for komponent A i tanken gir følgende differensiallikning for c_A:

Vd(c_A)/dt = w_A - qc_A

I simulatoren kan brukeren stille inn alle variable og parametre, og responsen c_A vises - i sann tid.

Målet med denne laben

Målet med laben er å få en forståelse av dynamikken i en blandetank og å se at beregnet statisk respons stemmer med simulert respons.

Motivasjon

Blandetanken er en "enhetsprosess" som gjerne brukes for å gi innsikt i typisk prosessdynamikk i reaktorer, blandetanker(!) og varmetanker.

En måte å modellere et romlig fordelt system på, f.eks. en varmeveksler, er å tenke seg en oppdeling av av systemet i et antall blandetanker. Den totale modellen er da kombinasjonen av alle blandetanksmodellene.

Oppgaver

1. Statisk modell og respons: Finn den statiske modellen (eller rent algebraiske likningen) for c_A ut fra differensiallikningsmodellen gitt ovenfor. Beregn ut fra denne statiske modellen den stasjonære responsen i c_A når w_A er konstant. Bekreftes resultatet med en simulering?

    

2. Dynamikkens avhengighet av volumstrømningen q: 

   Du skal i deloppgavene nedenfor observere responsen i c_A etter sprang w_A for forskjellige verdier av q. (q kan utgjøre produksjonsraten i en fabrikk.)

   1. På hvilken måte (kvalitativt) avhenger responsens hurtighet av q.
   2. På hvilken måte avhenger responsens stasjonærverdi av q?

    

3. Modellanalyse (forsterkning og tidskonstant): 

   Betrakt w_A som inngangsvariabel og c_A som utgangsvariabel.

   1. Finn transferfunksjonen, H(s), fra w_A til c_A.
   2. Finn dynamikkparametrene forsterkningen K og tidskonstanten T for H(s).
   3. Hvordan avhenger tankens dynamikk av q ut fra uttrykkene for K og T funnet i deloppgave b? Stemmer resultatet med observasjonene i oppgave 3a og 3b?
   4. Velg selv parameterverdier for V og q. Simuler sprangresponsen i c_A etter et sprang i w_A, og avles K og T ut fra responsen. Beregn også K og T fra transferfunksjonen. Stemmer de observerte verdiene for K og T med de beregnede verdiene?
   5. Prøv å finne transferfunksjonen fra q til c_A. Trøbbel? (Stikkord: Ulinearitet.)

[KYBSIM] [TechTeach]

Oppdatert 27.10.03. Utviklet av Finn Haugen. E-postadresse: finn@techteach.no.