автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Моделирование и управление температурно-влажностными режимами гелиотеплиц-сушилов

■ ^ <ъ

<\ДОШШ<7ГЕРСТВ0 ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.ЛБУ РАЙХАНА БЕРУНИ

На правах рукописи

ИСАЕВ САЙФУЯЛА МЛМАТОВИЧ

моделирование п шггтатт

ТЕМПБРАТт£0-В/1АИШ0СТНЬ1Ш

Р&ЖШШ ГЕЯЙОТБШНД-СУШШОК

Специальность: 05.13.07 - "Астоматшаиия технологи-чссгаи процессов и производств*

АВТОРЕФЕРАТ

дисоертацми «а соискание ученой сгепекм кемдодага техничеагих «гук

Ташкент -1997

Рабат выполнена в Клршшском Государственном уни версзггетс.

Научный руководитель : чпен-корр.АН РУз.доктор технических

наук, профессор БЕШУРАТОВ Т.®.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

МАМАЖАНОВ ХА,

кандидат технических нау к, доцент

МСКАНДАРОВ З.С.

Ведущая организация - Мигтигут энергетики и автоматики

АН'РУх

•i.

Защита состойтся ~i/v''1997 г. в /'<" ' час

на заседании специализированного Совета Д.067.07.01 t Ташкентском Государственном Технического университет« по адресу: 700095, Ташкент, ул .Университетская, 2 ТашГТУ, Главный корп.,ауд. 602.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотек* ТашГТУ (г.Ташкент, Вузгородок,ул.Университетская,2).

/ '/.-у г~4 г

Автореферат разосланa/У " • V •"•- 1997г.

Ученый секретарь Специализированного Совета доктор технических наук

►у АЗИМОР Р.К.

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

' Актуальность темы. Использование солнечной энергии для вира-щивания овощей, фруктов и тепловой обработки вламзик материалов начинает шроко распространяется за рубежом и в странах ближнего зарубежья. Погодные условия нашей республики в большей мере благоприятствуют применению этого вида энергии, т.е. имеют технику для возделывания сельхозпродукции в защищенном грунте и других отраслях народного хозяйства, где применяется этот вид энергии. Если учесть, что в последние года особую остроту принимает обеспечение народного хозяйства топливно-энергетическими ресурсами с одной стороны, то с другой стороны встают вопросы обеспечения населения сельхозпродуктами и оздоровления, сохранение экологически чистой обстановки, то сош собой разумеющимся является постановка задачи использования энергосберегающих технологий, замку евдкого, Газообразного и твердого топлива другими более деявш&гл и околопиески чистыми» такими как солнечная, тегоювие отхода промишленных предприятий, геотермальные воды и др.

В вирздкващш и суике сельскохозяйственной продукции В гэли-отепличних условиях одним из основных факторов технологических процессов, характеризующих как качество получаемой продукций, так и урожайность, является температурно-влажностный реким» При этом важнейшими условиями роста объема урожайности, повгчащккя качество заращиваемой и висушивеемой продукции, всегда было и остается строгое совладение параметров микроклимата, в нерву» очередь ' температуры и влажности. В современных условиях эта- задача мокет бить решена только с применением различных средств астматического регулирования тешературно-влакностши режиюв г еяютешшц-сушилок.

Поэтому, постановка вопроса об упрлвлентя1 и регулировали;! темперзтурно-влажностнши режимами внутреннего . воздуха в гелиотешицах-сутклках п сочетании с использованием солнечной энергии представляет особую важность И актуальность.

Работа вилоляено в рамках задач по решению научно-технической проблем 03.01.01 - "Разработка, создание и исследование комбинированных гелиоустановок с улучшенными рздиацташю-знергетичйскиш параметрами, предяазнзчецшге для в:гращивг<н,ля. сушки сельхозпродуктов и материалов" в соответствие с комплексным плэпем НИР отдела науки №{0 УзССР . (приказ » 15/24 ?т 17.03.1930г.) в 1930-1^92 года, я предусмотренной

государственной научно-технической программой ГКНТ РУз по заданию 2.3.3.2. "Разработка научных и технических средств рационального использования энергоресурсов и эффективных энергосберегающих техноло: ЗГ в 1993 - 1996 г.г.

Поль работы состоит в разработке и исследовании математических моделей и сиотеш автоматического регулирования л управления т&шературно-влажностныш режимами гелиотеплиц -сушилок, обеспечивающих улучшение параметоров микроклимата, экономию теплоэнергетических ресурсов и повышение производительности гелиотеплицы-сушилки. '

Задачи диссертационной работы: исследование технологических особенностей температурно-влакностнш: режимов гелиотеплиц-сушилок, как объекта упра: .юния; разработка математических моделей теыпера-турно-влажностных рехашов гелиотеплиц-суталок; исследование влияния аккумуляторов тепла на динамику процесса; структурный анализ и синтез систем управления'и регулирования^ микроклиматом гелиотеп-лшщ-сушилки; разработка методики расчета парам" [ров регуляторов температуры и влажности; исследование совместной работы регуляторов температуры и влажности; внедрение разработанной системы автоматического регулирования в условиях, конкретного производства, анализ ее функционирования •. и показателей. технико-экономической эффективности.

Методы исследования. Д...1 решения поставленных в работе задач использованы' метода математического моделирования, теория автоматического управления и натурального-эксперимента.

Научная новизна работы:

- разработаны _ математические модели микроклимата (температура, влажность) тежотеплицы-сушлси в динамическом режиме;

- построена математическая модель процесса ¿ушки, как объекта автоматизации; о

- получены ■ аналитические, статические модели водяного, подпочвенного аккумуляторов тепла и внутренного воздушного объема гелиотеплици-сушилки;

- теоретически обоснован выбор структурной несвязанной (изолированной) схемы управления и регулирования теылературно-влахностнши режимами гелиотеплыдо- сушилки;

- предложен метод расчета и внбора параметров ^ ухпозицион-дчх регуляторов температуры и вла*аОсти;

Практическая ценность. Полученные «¿тематические ■ модел: позволяют выявить степень и характер связи между переыешшш и, тем самш, полнее вскрыть ход процесса сушки и ь лкроклимата гели-

отеплицы-сушилки. Рззрзботанная методика расчета по выбору параметров регуляторов температуры и влажности внутрэнного . воздуха гелиотегишцн-сушилки способствует у*е па стадии проектирования гелиотоплицн сушилок выбрать необходимый тип регуляторов темпера-тури и влажности, практическая реализация которых позволяет повысить технико-экономические показатели гелиотеплиця-сушлкй за счет снижения себестоимости продукции и тепло энергетически затрат.

Реализация результатов работы. Результаты проведенных исследований и разработанные системы управления и регулирования микроклимата гелиотеялицы-сушилки, с автоматическими регуляторами температуры и влажности, рассчитавши по нашей методике, внедрены в гелиотеплице-сушилке, построенной в тепличном хозяйстве при Тали-марджанской ГРЭС и в научно-производственном центре "Зэррин нур" при Каршинском государственном университете. Экономический эффект от внедрения системы регулирования и упраёления температурно-влажпостнши режимами гелиотеплиц-сушшюк составил 55.26 тыс.рублей в год. (в цепах I990-I99I гг).

Основные результата, выносимые аа защиту:

- математические модели тепло-и массообмекних процессов внутреннего воздуха гелиотеплицы-сушлки в динамическом и статическом режимах;

- результата сравнительных оцерок по выбору структурных схем управления;

- метод расчета и выбора параметров регуляторов температуры и влажности:

- результаты исследования совместной работы регуляторов температуры и влажности.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы догадывались -и обсузцГались на: научно-технических конференциях профессорско-преподавательского -состава Кврзмнского государствен- кого университета (1988-1996 г.г.); республиканской конференции "Ис-пользованке солнечной энергии в ссльскон хозяйстве", посвященной 70-летаю чл.корр. АН РУз Умарова Г.Я., Ташкент, IS3I г.; республиканской научно-практической конференции "Актуальные проблемы комплексного изучения природы и.хозяйства кетих районов Узбекистана", г.Карши, 19Э1 г.; Invitât, эп an progran of joint Turicmen-Irani an actentiiic setr.enar on renewable sources oi energy. September, 19ЭЗ year-; республиканской научно-практической конференции "Исполько--взние солнечной энергии в народном хозяйство", посводонноГТ 6С""1-л^тию М.Улугбека, г.Гулистан, 1094 г.; нлучно-практической когг!'.-pwigoi щ;офгссороко-преподзвэтельско1'о состава КзршяГУ, посняпм!-

ной 600-летию М.Улугбека, г.Карши, 1994 г.; республиканской научно-гегнической конференции "Использование солнечной .адергам в сельском хозяйстве и переработки сельхозпродуктов" посвященной 75-лотиг. чл.корр, ¿Н КУз Умарова Г.Я., Ташкент, 1996 г.

Публикации» По результатам проведенных исследований опубликованы Б научных работ, получены два предварт-елсных патента РУз. '

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 14? страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 2 таблицы, , состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Автор' внражает глубокур признательность д.т.н., проф. Хаирвддшову В.Э. за научдне консультации и помощь в рабте.

КРАТКОЕ СОДЕРПЕИЕ РАБОТЫ

Во введении- обоснована актуальность темы, с. ^аудированы цель и задачи исследований, в 'краткой аннотационяой форме изложены полученные автором в ходе выполнения диссертационной работш результата.

В первой главе дается крадаф обзор научно-исследовательски* работ по технике и технологи^ выращивания и сушке сельхозпродуктов в гелиотепличннх условиях. П]лведеш результаты анализа современного состояния технологии, автоматизации, моделироьания и управления тешературно-влааностными режимами тешпщ с . использованием солнечной энергии и без неё. На основе проведенного анализа определено направление дальнейших исследований и обоснована необходимость разработки метода расчета по выбору параметров регуляторов температуры и влажности внутреннего воздуха гвлиотеплдци-еушилки, и на ее базе обеспечение эффективного О.втсматического управления темшратурно-влахностшши режимами гелиотеплкц-сушилок.

Вторая глава посвящена разработке и исследованию математических моделей гелиотеппицы-сушилки в режимах теплща и сушилка, Гелиотеплица-суашка в гериод эксплуатации подвержена всяким случайным внешни и внутренним воздействиям (наружная температура, солнечная радиация, направление ветра и т.д.), учесть которые полностью иб представляется возможным. Те^пературнс влажносгаШ р ■¡жим является нестационарным. Дикамичбски© и статические характеристики темлературно-влажностного режима внутреннего воздуха ге лиотегшщы-сушулки описывают связь между регулируемыми параметрами и внешними возмущениями. Ввдцу того, что в Г'13 (гелиотеплица-

сушилка), никогда не наступает установившееся состояние темперз-турно-влажностного режима, кроив того погодные условия не всегда позволяют провеете эксперимент, ё качестве определения динамических й статических характеристик бил принят аналитический метод.

Передаточные функции ГГС, как объекта регулирования температуры и влажности, были определены в результате составления дифференциальных уравнения теплового я материального балансов, используя современную теорию тепло- й массообмена. Было принято, что за счет сиотеми вентиляции (предварительный патент государственной патентной экспертиза РУз № 2487) воздух внутри ГГС хбромо перемещается , т.е. разность» температур и относительных влагосодержаний в различных точках можно пренебречь (объект с сосредоточешшми параметрами).

Принимая во внимание, что порядок дифференциального уравнения определяется числом емкостей, накапливающих энергетические и материальные ресурсы в управляемом объекте, 6ШШ получена системы дифференциальных уравнений, описивакцйх дипвмику регулируемое объекта в следующим виде:

для Таплообменннх процессов '

То ------ + К * КН1 АО^ + Кв| А9П ♦ К01 АО, *

* кйя Корег АОр9Г ;

' А9па * км- о

а м „

Тг + = ка, до: + Кв1ДЧ*;

Й и, • .

+ ло к й0°;

с! АО РЛ1- „ т5 + я ± к,,.^) А9„; + ког А0ВЙС:

а до в

^ .„„нас , двяас в ДОо1.

для ма-у^оалптш процессов

- ? -

а лх р. ц

_а и - ■ —г ^

<п

¿1 4Х.

^ + ^4 = к4х АХ,М; (2)

а дхР-ц-

*,„ ♦ Ч = *=* ^ •

На основе выражений (I) и (2) были получены пере даточные Функции ГТС по освовпш) каналам регулирования.

Передаточная функция температуры по каналу регулирования:

щ о (Р) = --.И1----.-£.11------------IV-----1«----ер. (3)

О'^.р^-.^У^.Р'+О'^Р+ кс

Передаточная Функция температуры по каналу наружной температуры на входе-температура внутренне го^оздухэ на выходе:

п а (Р) = О* + О'Ч^.Р4* <У+ + ТодР ♦ {4) О^РХ.РХУ^РХ-Р^Р + Ко

Передаточная функция температура по, каналу солнечной радиации на входа-температура внутреннего воздуха на выходе:

У Ч*{Р) = О" * О" + О** О'* О'* + К ^ (5)

Передаточная функция влажности^. . >:акалу регулирования:

тг пг + г р + £

V хр(Р)^ ........... . (б)

I3 р3+ рг + Т р + к

0 1ХГ т '•огх Г аш» сих

Передаточная функция влажности по каналу изменения ьлагосодерзшшя наружного возгуха на входе - изменения элагосодераания внутреннего воздуха на выходе:

т2 рг + ч г + К КХ(Р)в ------«5*----«5----------- . (7)

Г „1Г+ 3? . р + Т р + К

сих' о: ч 1 сих

Коэффициенты 10. , То.х, , х^ и Ктг) определяются

конструктивными и теплофизичесчими параметрами ГТС, .аккумуляторов тепла и воздуха. '

В технологическом процессе сушки протекают сложный тепло- и массообменше явления в загружаемых в ГТС исходных'''''сельхозпродуктах. При этом тепловой процесс в ГТС обеспечивает необходимые энергетические уровни протекания этих явлений (Предварительный патент государственной экспертиза КУз й 2831). В результате ряда упрощающих положений была получена система дифференциальных уравнений, опписшагацая явления тепло- и массообмена в процессе сушки сельхозпродуктов.

в в"/вХ = ей1 (6В- ем)/(Св Гв е„ );

д вит = аг/(см гм )(вя- е")- - рй у<си );

в й"/дХ =» Р?(РМ - р0 )/(Гм б7){ (8)

- д пт = рг<ри - рв >/1м

ч

Решения системы (8) получены в аналитической форме с использованием преобразования Лапласа в комплексной плоскости изображений при следующих начальных и граничных условиях: [0«с х ^ $ е1; [ О с { ^ « ]; 0°( X, 0) » е" ; 0м (0,х) 6м, IV(О,х) = Vlí Структурная схема процесса тешго-и массообмена в сушильной камере ГГС в форме передаточных функций приведена на рис Л.

Громоздкость и трансцендентность получении решений налггзот определенные трудности для проведения анализа и синтеза . еяйтом регулирования исследуемого-объекта. С этой Целью било проведена аппроксимация реиония системы (8) выражениями более простого вида» с использованием интеграл;-них оценок й дробей Пяде. В результате аппроксимации по двум основном каналам регулйроввн»м температуры й влажности 'материала (фрукты,ягода и др») СШй принят следующие передаточные функции:

1,36 0,735

\Ч (р) -------------------# (Р) —-----------

4,3р + 22р 4-1 47 4,3рг + 23р.+ 1

0.684 0,В87

И», (р) - -------------: К,- (р) ----------.

езр + 1 г1 егр +

ж

elf

WuW Wg (P)

IVftfrJ

Wa(P)

W}, (P)

Wsi (P)

•• Рис. I.

Структурная схема процесса терло-и массообмеяа б сушильной камаро ГТС.

Анализ расчетно-экспэриыэнтальнщ; результатов динамических характеристик теыпературно-Елакностного реаша ц процессов сушки материалов-в ГТС показали хорошую сходимость теоретических расчетов с экспериментом.

Статические характеристики регулируемого объекта (ГТС) были получены из математических Моделей динамики, как их частный случай рри р = 0. Тогда, путем построения статических характеристик водяного, подпочвенного и воздушного объема.ГТС, как последовательно соединенные звенья, полученд статические .характерногики ГТС в целом. Анализ построенных статических характеристик показали, что она являются линейными и полностью определяются конструктивна»! параметрами всоцного и подпочв-знаого аккумуляторов тепла 1"ГС и расходом воздуха .через аккумуляторы тепла.

По полученным математическим моделям объекта можно сделать ведод, что ГТС как объект управления относится к классу сложных гелиотехнических установок, В формировании микроклимата без учета ■ракой специфической особенности, как взаимовлияние те лературп к ^Tav£HBcT|i через объект управления, ие дают желаемого- аффекта управления. Таким образом, нельзя создать рацисзальную систему уп рзилощ'Я, основываясь только на теории и методах автоматического регулирования q одной регулируемой величиной. Ное тому задача цо-

строения системы управления таким классом объектов может быть решена на основе применения принципов и методов теории многосря-занного регулирования.

В третьей главе осуществлен структурный синтез и анализ системы контроля и управления температурно-влажноетными режимами гелиотеплиц-сушлок на основа многосвяганных (двухсвязанных) схем регулирования. Вопрос _ выбора рационального принципа мяогосвязанного (в нашей сл,,ч£м двухсвязанного) регулирования, который предопределяет структуру системы, является одной из основных задач синтеза взаимосвязанного регулирования температуры и влажности микроклимата гелиотеплтц-сузшок.

Синтез шогосзлзанной (двухсвязанной) системы регулирования температурно-влахностного режима ГТС с использованием солнечной энергии осуществлен в два этапа. На первом этапе были смоделированы несвязанные системы регулирования,, так как они наиболее простые и реализуются серийно-внпускзеыой аппаратурой. На втором этапе, введением в структуру автоматической системы донолш:,?льных корректирующих элементов, получены авгоношше системы. Затем, проводя сравнительный анализ несвязанных и автономных систем, сделаны . соответствующе вывода.

Для ГТС, как объекта автоматизации температурно-влажностного режима микроклимата, обобщенную структурную схему несвязанной системы управления можно.представить в"виде, показанной на рис.2.

Рис. 2.

Структурная схема несвязанной системы управления температурно-влакяостнш режимом ГТС.

Для анализа деухсвязатьй системы регулирования были использованы метода эквивэрентного представления (декомпозиции) сложной системы, а при р -счете оптимальных настроек регулятора применен метод пошагового последовательного приближения. Настройка регулятора на каждом иаге проведена на основе метода расширенных ампли-тудно-фазочастотных характеристик. (РАФЧХ). Модельные исследования САР температурно-влажностного режима ГГО были выполнены по специально рззработанвым программам на основе стандартных программ.

При исследовании .несвязанной системы регулирования микроклимата гелиотеплшы била использована интеграционная процедура и в качестве исходных настроек регуляторов выбраны настройки, характерные для изолированных систем, без учета перекрестных связей »„(Р) И Wit(p).

Были построены линии заданной степени колебательности на плоскости параметров настроек ПИ-регуляторов П41 и й12. По принятым настройкам регуляторов В41 и RH при возмущениях по каналам регулирующих воздействий е® = е^р и Х4 = ЛХ), были получены переходные процессы в САР ГТС. Анализ полученных результатов показал, что максимальное отклонение относительной влажности внутреннего воздуха <р в два раза превышает ее отклонение при отсутствии регулирующего воздействия. t.'

Была проведена оценка влияния перекрестных связей на динамику переходных процессов. Расчеты показали, что из-за незначительной степени взаимосвязанное»! объекта, поиск настроек регуляторов закончился уже на втором шаге. Линии заданной степени колебательности на плоскости параметров настроек ПК-регуляторов П14 и 1\,2 полученные в результате расчетов, почти полностью повторяют рацее полученные для изоляровшпю систем. Построенные переходные процессы ь несвязанной системе регулирования микроклимата .ГТС при возмущениях Аб® к AKd при принятая настрой«« регуляторов и сопоставлена их с переходными процесса;«! е изолированной системе, показали, 'что при данных настройках регуляторов эти характеристики почти совпадают, что позволяет сделать Бгеод: для дачных систем мо*з') применять кзолиров чаше еистекн, Для подтверждения этого вывода была смоделирована автономная систем-?, были получены поро-хТодше процессы в САР микроклимата ГТС при возмущениях со стороны йВ" и АХ,. Как показал 'сопоставительный анализ, в автономной системе на вззлвдало.:Ь удучяенил качества регулирования по сравнению с несвязанной системой.

При иеследспзнки Oaf nponoeccs.' cysrot сельхозпродуктов в ГТС придерживались последоштелькостк к?^лвдоьаш5я, как и в САР микро-

климата ГТС в режиме теплица. Как пок&зали расчеты, и построенные переходные процессы, при соответствуют« настройках регуляторов К.» и к2г> при сушке сельхозпродуктов наиболее подходящим является несвязанная (изолированная) система автоматического регулирования.

Проведенные моделънче исследования и структурный анализ САР, позволили сделать законченна о тон, что для ГТС, как объекта автоматизации темпоратурно-влажностного режима, наиболее рациональным является несвязанный принцип ¿правления.

В четвертой главе рассмотрены вопросы разработки метода расчета параметров регуляторов температурун и влажности, исследования совместной работа, а также вопросы технической реализации и технико-экономической эффективности разработанных и внедренных САР.

Низкая степень автоматизации микроклиматз в функционируниод ГТС объясняется отсутствием апробирог шш методов расчета параметров регуляторов, которые поддерживали Си оптимальный микроклимат при любых.погодах условиях.

Используй рзнее полученные динамические и статические характеристики объекта регулирования (ГТС), была получена система уравнений с'тремя неизвестны},для синтеза регуляторов. Система решается относительно искомых трех переменных в зависимости от условия задачи. Если задается система регулирования и требуется исследовать ее работу, .то в качестве неизвестных нухпо принимать а, ш, Лбу где а - гзмппмтуда- колебаний на сходе реле; ¿0^ - статическая ошибка сигнала на входе реле, .'Обычно задаются а, и и требуется рассчитать САР так, • чтобы при расчетных погодных условиях сты тическая ошибка системы регулирс'зания в точности рзвня.'-юь допустимому снижению температуря воздуха в ГТС, т.е. задача сводится к отсеканию таких I , Кр и С, которые удовлетворяют указанный условиям (Т - постоянная времени датчика температуры; Кр коэффициент усиления усилителя регулятора; С - теплопроизвод1.телност1> нагревателей). Эти величины и являются искомыми при решении задачи синтеза регуляторов. Для решения системы уравнений легко составляете : программа для ЭВМ. Установлены зависимости. производительности исполнительного устройства САР температура от амплитуды и частоты автоколебаний. Решив систем?/ относительно искомых параметров регулятора Т , Кр, С, определяют1 мощность нагревателя, и на этом «счет регулятора температуры заканчивается.

Задача определения оптимальных параметров регулятора удельного Бл>)Госод«ркаю1я сводится к решения относительно тех кэ переменных ? , К , С. Систему уравнений, полученную либо с леи льзо-

вашем динамических и стзтиче< ш характеристик объекта регулирования, либо из система уравнений для расчета регуляторов температура при соСлоде-"ш соответствующего условия, можно решать использованием одной и той ке программы с некоторыми изменениями. -

Исследование работа регуляторов температуры и влажности воздуха в ГТС при различии внешних метеорологических факторах можно осуществить путем математического моделирования регуляторов температуры и влажности воздуха ИЗ. Для решения этой аздачи была Построена математическая модель,, которая представляет собой систему из двенадцати переменных дифференциальных уравнений, из которых восемь описывают тепловой режим сооружения и четыре уравнения влажности. Модель позволила анализировать состояние микроклимата ГТС и выбирать средства регулирования температуры и влажности воздуха.

При решении системы на . ЭВМ была получена полная картина изменения темпаратурао.-влажностыого режима в конкретной ГТС, под действием логоДйых условий, ооздавдих неблагоприятный микроклимат, и регуляторов, стремящихся Ёернуть температуру и влажности к требуемым значениям. Расчеты проводились для опытно-производственной ГТС площадью посева 60 кв.м, построенной пз гелиополигоне КартиГУ. изменения температуры, удельного влэгосодержания и относительной влажности внутреннего воздуха, а также регулирующие сигналы в с Шмотках исполнительного реле и моменты переключений приведены в виде графдков. . . , -

Изучение работы регуляторов' температуры и влажности при различных по годных условиях привели к следующему выводу: требуемый температурив-влаяностный резким в ПС в соответствий с агротехническими нормами может быть получен при одновременной работе регуляторов температура я влажности воздуха.

. . Дилошка совместной работы регуляторов показывает, что форма кривых изменения температуры, удельного влагосод&рзания и относительной в'ггаюста воздуха немного, искажается в связи с взаимным влиянием регуляторов. Частота и амплитуда автоколебаний ' САР в основном аовисят от динамических, свойств объекта регулирования и регулятора и от величины нагрузки, но мало зависят от влияния со стороны другого регулятора. Поэтому при расчете регуляторов их взаимным влиянием можно пренебречь (несвязанная система).

Результат проделанного анализа покрали, что при совместной раооте регуляторов в ГГО устойчивость их работы не нарушается.

Техническая реализация- системы управления темлерэтурно-глги'лостеак« [-зжй'Я ГТС осуществлена йа баз? приборов ГСП.

Внедрение и эксплуатация разработанных САР темперэтурно-влааяостпнш реашами ГТС в тепличном хозяйстве Талимардязгтспой ГРЭС и научно-производственно!..' центре "Эарргш нур'' при КаршиГУ показали их пратическую эффективность.

В приложениях приведены документ, подтверждающие степень внедрения результатов работа, схемн вариантов и упрощенные инженерные метода теплотехнического и гидравлического расчетов, харак-терисшси предлагали аккумуляторов тепла, а также грасх^пси, ри^ун--ки и таблицы расчетов.

31Р»ЧЕНИЕ

Основными результатами работы являются:

1. В результате анализа современного состояния автоматизации микроклимата (температура и влакность) и процесса сушки сельхозпродуктов в тешцзх с использованием солнечной энергии выявлено, что до настоящего времени научно обоснованные сгекы управления и регулирования температурно-влзшостаого режима этих -сооружений отсутствуют. .

2. Разработана и рекомендуется конструкция гедиотеплици-сушилки с комбинированными аккумуляторами тепла круглогодичного действия, которая б зияний и весенний периода используется для выращивания рассада зеленых культур и помидоров, а в летне - осенний период- для куплей фруктов, винограда к овоаей. Предложена упрощенные инке юрнта метода расчета теплотехнических и гадравлц-ческих характеристик водяного и подпочвенного аккумуляторов и тепло-массообменннз процессов", протекавдих в предлагаемой устаноь^ ке.

3. Построены математические модели гелкотетшщы-сушлвд в реииме теплицы и в режиме сушилки, как объекта регулирования тем-пературно-влажностного резгнма. Для обоих режимов получены передаточные Функции (динамически© характеристики) по каналам- регулирования и каналам возмущения. Проведен анализ статических характеристик гелиотеплицц-суишки, водяного и подпочвенного акКумулято-роь тепла-, в результате чего предложена. методика расчета и выбора статических характеристик регулятора темп^оатурц г влажности.

4. Решена задача синтеза систем автоматического урравлеция и регулирования параметров микроклимата (температура, влажность) на неново методов и теории многосвязашюго регулирования. Моделирование на-ЭВМ систем управления и регулирования показало, что наиболее рациональными системами управления и регулирования параметров микроклимата ГТС являются несвязанные . (изолированию)

системы.

5. Разработан? методика расчета (синтеза) регуляторов температуры и влакно< да воздуха гелиотвшшы-сущилки в режиме теплица. Полученная система дифференциальных уравнеий решена на ЭВМ методом гармонической линеаризации. Для системы регулирования, вклотакщей в себя объект регулирований (гелиотетища-сушилка), регуляторы температуры и влажности воздуха, разработана математическая модель, которая представляет Собой систему из двенадцати дифференциальных уравнений с соответствующими начальными и граничивши условиями. На основании анализа построенной модели установлено, что два двухпозиционных регулятора (температуры и влатшости) при совместной работе вполне обеспечивают в гелиотеплице оптимальный микроклимат при любых погодных условиях.

6. Предложена и обоснована двухпозиционная изолированная система регулирования температурно-влажностного рекима гелио-теплицы-сушилки.~ Установлены расчетные сочетания значений б" и Квн при работе регуляторов температуры и влажности. Определены передаточные функции дополнительных связей между регуляторами температуры и влажности от заданных озад", фзад" величин, удовлетворяющих агротехническим ^требованиям.

7. Выполнены расчеты по технико-экономической эффективности реализации предложенных гелиотошжц-сужлок, которые показывают, \То они обеспечивают снижение себестоимости продукции на 30 -55, экономию условного топлива на 222 т./ сезон, срок окупаемости -1,6 года (в ценах I990-I99I гг).

Практическая реализация предложенных конструкций и САР в тепличном хозяйстве Талимаржанской ГРЭС и научно-производственном центре "Зэррин ыур" при Каршияском Гос. университете подтвердили правильность теоретических предпосылок и расчетов.

• По теме диссертации опубликованы следующие работы: Т.» Исаов C-.W., ХаЯриддинов Б.Э. Об одном способе аккумуляции-тепла в гелйтештцз-сушилке. //Гелиотехника. 1993. ЧЬ Б. С.71-73.

2. Бэкмуратов Т.Ф., Хайриддинов Б.Э., Исаев С.М., Махамов A.M. Динамические характеристики многослойной камеры гелиотеплицы-суыглки как объекта регулирования. //УзС хский журнал 'проблема информатики и энергетики. 1993. № 5. с.53-59.

3. Исаев С.М., ХяЯрвдцкнов-Б.Э. Исследование статических и динамических свойств многослойной фруктосуыилшой камеры в голиосу-амлке. //Гелиотехника. К?.. 1994. С.38-^6.

1. Т.Г.ВеКшигаип. В.A. KtolrJddinov, S.M.Isaev. G.G.Klmlimov. C'jmanilCiJl sharaclsrist tea of poly layered camera of heltoliotbed-

dreyr, аз the object regulating. // Invitation and Program or Turkman-Iranian Scientific seminar ■ on renewable Bourses of energy, .1993, pp.39-47.

Еекмуратов Т.Ф., Хайрвдцишов Б.Э., Иззев С.M. и_др, Предварительный патент государственной патентной экспертизы РУз № 2831 "Гелиосуиилка". -Б.И. 1995. >. Хайридщшов Б.Э., Исаев С.М. и др. Предварительный патент госу дарственен экспертизы РУз. " 2187. "Система вентиляции блочной гелиотеплицы". -Б.И. 1994.

Исаев С.М. К вопросу аналитического определения удельного влагосодержания воздуха гелиотеплицы-сушилки. //СЬ. научно-теоретической конференции в честь 600-летию Мирзо Улугбека, Карши. 1994. 1.4. С.28-32.

Принятые обозначения. ) - температура; То 2 постоянная времени; Kij

соэффициенты передачи; q* - потек солнечней радиацтщ; Зсух -дельный вес воздуха; VBH - объем возхдуха; Х^ - относительное збалосодержание внутренного воздуха; кис1!* _ коэффициент испарения; F - площадь поверхности; L - расход воздуха; W -количество влаги; ф - относительная влажность зоздуха; Q -количество тепла; X - координата; а - коэффициент теплоотдачи; С -удельная теплоемкость; îa, îu - плотность воздуха и материала; % -УД( 'шная теплота ^зраэбразования; ß - коэффициент испарения; е -порозность слоев высушиваемого материала; Ри , Рв - персональное давление в слое материала и в-окружающем воздухе; G - весовоП, расход воздуха; t - время; ы - частота.

Индексы

в - воздух; рад. - радиация; инф. - инфильтрация; вент, -вентиляция; исп. - испарение; р.ц. - рециркуляция; и - наружная; ж жидкость; кд. - конденсация; наг. - нагрев; вх. - входящая влага; м. - материала. П - почва; р - растительный покров; нас. - галеч-наг насадка; вн. - внутренний; С. - светопрозрочное ограждение; в.т.- воздух в труое; H.a. - подпочвенный аккумулятор тепа; гр, грунт; д. - датчик; у. - усиление; р - ре. /лятор.

ИСАЕВ САЙФУ.Ш ИАМАТОВИЧ "ЦУЕй ИССИ /.ОНА-КУРИТГИЧЛАРИДА ХАРОРАТ-ШШК РБЙИИИНИ ИОДШАИГИРИМ ВА БОЩАРИШ"

Куёш-исск^хона куриггичларида махсулот етиштириш ва «уритиш караёнларй вкг аввало >;арорат-нашшк реюшига боклиг, б?либ, у бир г,атор иссицлик-массаалмашинуви ва агротехник жараёнларни нориал утишини гаъмиилайди. Ища куёш-иссицхона цуритгичларида чарорат-нанлик рекимининг махсулот етиштиришда ва цуритиида технологиями ~ ривояланиши, *амда технологий хараёнларни автоматлаштириш масалаларининг замонавий палата та^лил килингам ва кириц таъсирлари назорат цилинмайдиган шароитларда икки позицияли бошкариш тизимини амалий к?лланилиши, илшй ишланма ва издании масалаларининг ¡одимлиги курсатилган.

Габиий шароитларда угказилган тахрибавий тадг.икотлар натихаси буйнча .мацсулот етиштирии ва куритишнинг миедор, сифат кЗ/рсгткичларК куп хщатдан вараёнларнипг з;арорат-намлик рехими билан аншуганинм к$рсатилган. Ишда замонавий исси^лик- ва массаалмашнув назарияси асосйда бошцарув объектининг Динамик ва з таг и к иш рехимларидаги математик моделлари ишлаб чицил'-'ан.

йоделлаштирип натижасида цуёЕннссикхойа нуритгичларидаги млкрошумм учун богланмаган __ тизим куяланилиш мумкинлиги аник^нган ва Тавсия в-тилган.

Нуёа-иссиу.хона куритгичларида харорат с.з иакликни ростлакда ккки позицияли регулягордан фсйдаланиш а{еаллиги куроатялган ва унинг парамегрларини хисоблак усули таклиф адташган.

Куёш-йссис,хона куритгичларкда никрсиклимии автоматик ростлаш тизимининг тахник-иктисодай к$рсаткичларй ургашшб, унииг самарадорлигн кезони аиикданган.

ISAEV S.M.

"MODULATION AND MANAGEMENT OF HELIM HOT HOUSE-DRYING APPARATUS WITH TEMPERATURE-HUMIDETY REGIME"

All processes of growing and drying of agricultural pro-ducts in the helium hot house-drying apparatus are caused by steps of changes of the temperature-humidity regime.

It provides a normal flow of the agrotechnical reguiremcnts foreseen by ir.c technological congiticns. Tbe technology of development of the temperature-humidity regime Is considered in the work. This regime was in the process of growing'and drying of, the agroculturai products in the helium hoi house-drying apparatus. An analysis of a .modem condition of nn amomatisation in the technological processes ami an ability of maring use of a doubleposition regulation of the temperature-humidity regime with an interna! air are considered teo. It worls at an unc»ntro!able external indignation. Tills determines the topic of the investigation. Mathematic models of the management object in the dynamical and static regimes were worked out on a basis of the modern theory of a heat and mass excchangc. As a result of the nature experiments, ail equiliblmm of the theoretical consideration is presented.

At the end of the modikuion it becomes deal that the most rational decision is the unconnected system of the management for regulation of a microclimate of the helium hot house - drying apparatus, The technical realisation docgn't haue any difficulties. Hie work approves of the double-position icgilation as the most suitable variant for the control system in the helium hot house - drying apparatus.

The calculation method of the temperature and humidity parameters in the double-position regulators is presented in the work. The calculations the technic and economic figures of the automatisated helium hot-house - drying apparftus were held. ,

Подписано в печать 19.X1.97 г. Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага типографская Кэ 1 Ооъем 1,0 п. л. Тир л ж 100 Зак. 325 Отпечатано на ротапринте п типографии Т1ШПМСХ Адрес типографии: Тгшкенг, ул.Кари-Пиязопа. 39