PLC传热设备的系统控制设计+梯形图(2)
5.2 调节汽化温度 20
5.3 工艺介质分路 20
6 工业制备聚醋酸乙烯酯所需要的传热设备的系统控制 22
6.1 工艺流程 22
6.2 传热设备的系统控制 22
6.3 趋势图 23
6.4 数据变量的编辑 24
6.5 报表 25
6.6 历史曲线 26
6.7 应用程序设置 26
6.8 PLC控制工业制备聚醋酸乙烯酯 28
7 结论 31
1 引言
1.1 发展历史
18世纪30年代首先从英国开始的工业革命促进了生产力的空前发展。生产力的发展为自然科学的发展和成长开辟了广阔的道路。传热学这一门学科就是在这种大背景下发展成长起来的。
导热和对流两种基本热量传递方式早为人们所认识，第三种热量传递方式则是在1803年发现了红外线才确认的，它就是热辐射方式。三种方式基本理论的确立则经历了各自独特的历程。
在批判“热素说”确认热是一种运动的过程中，科学史上的两个著名实验起着关键作用。其一是1798年伦福特钻炮筒大量发热的实验，其二是1799年戴文两块冰块摩擦生热化为水的实验。确认热来源于物体本身内部的运动开辟了探求导热规律的途径。19世纪初，兰贝特、毕渥和傅里叶都从固体一文导热的实验研究入手开展了研究。1804年毕渥根据实验提出了一个公式，认为每单位时间通过每单位面积的导热热量正比例于两侧表面温差，反比例于壁厚，比例系数是材料的物理性质。这个公式提高了对导热规律的认识，只是粗糙了一点。傅里叶在进行实验研究的同时，十分重视数学工具的运用，很有特色。他从理论解与实验的对比中不断完善他的理论公式，取得的进展令人瞩目。1807年他提出了求解场微分方程的分离变量法和可以将解表示成一系列任意函数的概念，得到学术界的重视。1812年法国科学院以“热量传递定律的数学理论及理论结果与精确实验的比较”为题设项竞奖。经过努力，傅里叶于1822年发表了他的著名论著“热的解析理论”，成功地完成了创建导热理论的任务。他提出的导热定律正确概括了导热实验的结果，现称为傅里叶定律，奠定了导热理论的基础。他从傅里叶定律和能量守恒定律推出的导热微分方程是导热问题正确的数学描写，成为求解大多数工程导热问题的出发点。他所提出的采用无穷级数表示理论解的方法开辟了数学求解的新途径。傅里叶被公认为导热理论的奠基人。在傅里叶之后，导热理论求解的领域不断扩大，许多学者作出了贡献，其中，雷曼、卡斯劳、耶格尔和亚科布等人的工作值得重视。
流体流动的理论是对流换热理论的必要前提。1823年纳文提出的流动方程可适用于不可压缩性流体。此方程1845年经斯托克斯改进为纳文—斯托克斯方程，完成了建立流体流动基本方程的任务。然而，由于方程式的复杂性，只有很少数简单流动能进行求解，发展遇到了困难。这种局面一直等到1880年雷诺提出了一个对流动有决定性影响的无量纲物理量群之后才有改观。这个物理量群后被称为雷诺数。在1880至1883年间雷诺进行了大量实验研究，发现管内流动层流向湍流的转变发生在雷诺数的数值为1800至2000之间，澄清了实验结果之间的混乱，对指导实验研究作出了重大贡献。比单纯流动更为复杂的对流换热问题的理论求解进展不大。1881年洛仑兹自然对流的理论解，1885年格雷茨和1910年努谢尔特管内换热的理论解及1916年努谢尔特凝结换热理论解分别作出了贡献，只是为数不多。具有突破意义的进展要推1909和1915年努谢尔特两篇论文的贡献。他对强制对流和自然对流的基本微分方程及边界条件进行量纲分析获得了有关无量纲数之间的原则关系。开辟了在无量纲数原则关系正确指导下，通过实验研究求解对流换热问题的一种基本方法，有力地促进了对流换热研究的发展。考虑到量纲分析法在1914年才由白金汉提出，相似理论则在1931年才由基尔皮切夫等发表，努谢尔特的成果有其独创性。努谢尔特于是成为发展对流换热理论的杰出先驱。在微分方程的理论求解上，两个方面的进展发挥了重要作用。其一是普朗特于1904年提出的边界层概念。他认为，低粘性流体只有在横向速度梯度很大的区域内才有必要考虑粘性的影响，这个范围主要处在与流体接触的壁面附近，而其外的主流则可以当作无粘性流体处理。这是一个经过深思熟虑、切合实际的论断。在边界层概念的指导下，微分方程得到了合理的简化，有力地推动了理论求解的发展。1921年波尔豪森在流动边界层概念的启发下又引进了热边界层的概念。1930年他与施密特及贝克曼合作，成功地求解了竖壁附近空气的自然对流换热。数学家与传热学家合作，发挥各自的长处，成为科学研究史上成功合作的范例。其二是湍流汁算模型的发展。1925年的普朗特比拟，1939年的卡门比拟以及1947年马丁纳利的引伸记录着早期发展的轨迹。由于湍流问题在应用上的重要性，湍流计算模型的研究随着对湍流机理认识的不断深化而蓬勃发展，逐渐发展成为传热学研究中的一个令人瞩目的热点。它也有力地推动着理论求解向纵深发展。还应该提到，在对流换热理论的近代发展中，麦克亚当、贝尔特和埃克特先后作出了重要贡献。