刮膜蒸發(fā)過程建模及其控制技術(shù)研究.pdf

1、刮膜式分子蒸餾器是第三代分子蒸餾器，在其結(jié)構(gòu)設(shè)計上完全依賴設(shè)計人員的經(jīng)驗和大量的重復(fù)試驗，而結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置一直沒有相應(yīng)的理論依據(jù)作支撐。此外實際應(yīng)用中為了確定一種物料最佳的實驗條件也需要操作人員進行大量實驗，才能確定相對理想的實驗條件。這都造成了刮膜式分子蒸餾器在設(shè)計和應(yīng)用中為達(dá)到最佳的狀態(tài)需要浪費大量的財力和物力。為解決這些問題，關(guān)鍵是建立刮膜式分子蒸餾器的數(shù)學(xué)模型，并利用該模型進行數(shù)值計算，為刮膜式分子蒸餾器的設(shè)計和控制應(yīng)用提供了重要

2、參考。
　　本文研究刮膜式分子蒸餾器中輥筒式刮膜器的結(jié)構(gòu)特點，利用流體力學(xué)的相關(guān)知識與分子蒸餾過程中物料的濃度、粘度、進料量、蒸發(fā)器的直徑等因素，先建立第n級的輥筒質(zhì)量平衡關(guān)系，并通過迭代求出整體的傳質(zhì)模型。再利用實際實驗參數(shù)代入該傳質(zhì)模型進行數(shù)值計算，與實際實驗結(jié)果相比較從而確定該模型的可靠性和該模型的相對誤差范圍大約為1.5％～2.5％。通過該模型進行數(shù)值計算，逐一調(diào)整模型中結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而確定各個參數(shù)變化規(guī)律對分子蒸餾過程的影

3、響。根據(jù)各個參數(shù)對分子蒸餾過程的影響規(guī)律，調(diào)整實驗參數(shù)使分子蒸餾的分離效果得到優(yōu)化。
　　通過模型計算發(fā)現(xiàn)，在刮膜式分子蒸餾過程中分離效果對刮膜電機轉(zhuǎn)速非常敏感，特別是在低轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速波動發(fā)生很小變化餾出濃度卻發(fā)生很大變化，為了提高刮膜電機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性，采用雙閉環(huán)控制無刷直流電機，內(nèi)環(huán)采用電流滯環(huán)控制，外環(huán)采用自抗擾控制，使刮膜電機轉(zhuǎn)速在負(fù)載不斷變化時依然可以保持相對穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。
　　為了提高刮膜式分子蒸餾器的控制精度和分離