Частотные характеристики колонн

ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛОНН [c.390]

Фундаменты турбоагрегатов большой мощности (135 МВт и более на 3000 об/ /мин) в настоящее время вьшолняют в виде пространственной одноэтажной рамы, опирающейся через массивную нижнюю плиту на грунтовое основание (рис. 7.7). Агрегат устанавливают на верхнее строение, а между колоннами фундамента размещают конденсаторы турбины, трубы, по которым подают и отводят пар, конденсат и охлаждающую воду, а также каналы с шинами электрического напряжения и вспомогательное оборудование. Низшие собственные частоты системы турбоагрегат — фундамент — основание, как правило, а 7— 15 раз ниже рабочей (50 Гц) частоты вращения ротора. Спектр собственных частот весьма густ и вблизи рабочей частоты всегда существует несколько собственных. При динамическом расчете системы на обычные эксплуатационные нагрузки проверяют амплитуды колебаний на крышках подшипников и на фундаменте в местах опирания подщипников. При такой проверке, если фундамент запроектирован правильно, близость нескольких высших собственных частот к рабочей оборотной частоте практически не сказывается отрицательно, так как на графиках частотных характеристик системы, построенных с учетом затухания в материале фундамента, пики, соответствующие этим частотам, не проявляются либо проявляются весьма слабо. [c.111]

На рис. 6.11 представлена частотная характеристика передаточной функции К(со), рассчитанная на основе анализа импедансов для бурильной системы, состоящей из секций обычной колоны, бурильных труб с общей длиной 1000 м и УБТ - 50 м. [c.199]

При сопоставлении графиков частотной характеристики передаточной функции (рис. 6.11) и спектров волновых процессов, зарегистрированных в верхней части бурильной колоны (рис. 6.9, 6.10), можно отметить соответствие частотных характеристик по энергетически значимой полосе частот. Это позволяет сделать вывод, что передаточная функция К((у) является своеобразным фильтром волновых процессов на забое скважины и спектральная характеристика волнового процесса в верхней части бурильной колоны (8вк) определяется из соотнощения = К а>)8з й)). Таким образом, спектральная характеристика волнового поля на [c.199]

Кроме энергетических характеристик, важны также и частотные характеристики процессов. Например, максимальная проходка на долото (при достаточно высокой механической скорости бурения) может соответствовать такой нагрузке, при которой отмечается устойчивый процесс упругих колебаний бурильной колонны с максимальной частотой и минимальной амплитудой, что соответствует условиям динамического согласования в системе горная порода-инструмент . Поступление энергии на забой при этом соответствует энергоемкости разрушения породы, а потери энергии минимальны. Пример выбора оптимальных режимов бурения показан на рис. 6.236. [c.216]

Скважины в рыхлых водонасыщенных породах обладают малой устойчивостью и не могут сохраняться без обсадки. Попытки проведения ВСП в скважинах, обсаженных стальными трубами, в частотном диапазоне до 2000 Гц малопродуктивны, поскольку а) амплитуды полезных сигналов резко ослабляются при прохождении через колонну б) в трубе образуются интенсивные волны-помехи. Одна из помех-волна, распространяющаяся по стали со скоростью около 5 км/с. На фоне этой помехи, регистрируемой на записи ВСП в первых вступлениях, невозможно надежно изучать скоростные характеристики разреза. Другой Помехой являются волны, возникающие внутри скважины. Эти волны Идут по столбу жидкости со скоростью 1500 м/с, многократно отражаясь от устья и забоя. Эта помеха наиболее опасна, ибо скорости в морских Грунтах близки к 1500 м/с. [c.141]

При этом возникает вопрос, в какой степени амплитудно-частотные и временные характеристики упругих волн, полученные посредством измерений на верхнем конце колонны, отражают явления, происходящие на забое. В конечном счете, это определяется видом передаточной характеристики бурильной колонны [16]. [c.198]

Аналитическое определение частотных характеристик колонны — процедура такая же сложная, как и получение переходных характеристик, даже если линеа- [c.390]

Одна из первых работ по изучению частотных характеристик колонн была выполнена Эндцем, Янсеном и Вермеленом [Л. 30]. В этой работе была исследована реакция колонны с 11 тарелками на синусоидальное изменение рас.хода греющего пара, расхода орошения и расхода охлаждающей воды. Как и в большинстве других работ, полученных данных оказалось недостаточно для определения коэффициента усиления системы на нулевой частоте и для численного определения инерции изменения концентрации и расхода. Наибольшая постоянная времени по каналу расход орошения-—температура на верхней тарелке составляла как минимум 5 мин, так как амплитуда продолжала увеличиваться при уменьшении частоты до 0,03 мин. Фазо-частотная характеристика при увеличении частоты в 100 раз имеет минимум, а затем максимум, причем оба экстремальных значения лежат в диапазоне от 50 до 100°. Такой же вид имеют частотные характеристики системы с дополнительными емкостями. Отставание по фазе для состава на пятой тарелке быстро увеличивается с увеличением частоты и превосходит 450°. Система регулирования с отбором импульса по составу на третьей тарелке имела бы период колебаний в переходном процессе приблизительно Б 20 раз больший, чем при отборе импульса с первой тарелки. Интересно, что частотная характеристика по каналу расход греющего пара — изменение состава на второй тарелке снизу имела больший угол отставания, чем частотная характеристика по каналу расход орошения — изменение состава на пятой тарелке сверху . Возможно, колонна работала в таком режиме, что увеличение скорости паров означало увеличение количества орошения при этом в системе дополнительно появились несколько гидравлических инерционностей. Установки, в которых осуществляется регули- [c.394]

Частотные характеристики колонны депропанизации, имеющей 30 тарелок, при изменении расхода пара были получены Пауэллом [Л. 31]. Для нормирования получен-шлх данных был использован расчетный коэффициент усиления на нулевой частоте. По реакции температуры на 21-й снизу тарелке было определено, что эффективные постоянные времени равны 7,6 и 0,45 мин и что запаздывание составляет 5 сек. Большая постоянная времени определяется общей емкостью колонны, малая величина запаздывания указывает на то, что увеличение объема паров быстро распространяется по колонне. Детальный анализ полученных в работе результатов оказался нецелесообразным в связи с отсутствием данных по колебаниям давления и характеристикам тарелок. [c.395]

В частных случаях линеаризованные уравнення могут быть решены при помощи стандартных приемов. Для расчета переходных функции по уравнениям системы в замкнутом или разомкнутом состоянии можно использовать цифровые вычислительные машины. Ниже принят следующий подход к определению частотных характеристик рассчитываются частотные характеристики для колонн с малым числом тарелок, изучаются их переходные характеристики и полученные результаты используются для определения общего вида частотных характеристик для более сложных колонн. Представленные ниже примеры показывают, что упрощенный подход к определению частотных характеристик может быть использован при оценке различных схем регулирования. [c.391]

Передаточные функции в примере 14-3 аналогичны передаточным функциям для систем с дополнительными емкостями, такими как чехол термобаллона в системе измерения температуры, котел с большими потерями тепла через стенку или последовательно включенные емкости под давлением с боковыми непроточными камерами. Фазо-частотная характеристика такой системы может иметь максимумы и минимумы, а амплитудно-частотная характеристика — несколько точек перегиба. При из.менении состава питания, что является наиболее серьезным возмуш,ением, реакц ш верхней тарелки несколько медленнее по сравнению с реакцией второй тарелки, хотя обе тарелки характеризуются наибольшей постоянной времеии, равной 1,82 мин, что близко к величине отношения общего объема колонны к расходу [c.392]

Исследование колонны с 20 тарелками, выполненное Эйкманом [Л. 25], позволило получить частотные характеристики по каналу расход орошения — температура пара вверху колонны . Полученная характеристика была аппроксимирована уравнением второго порядка с чистым запаздыванием, которое соответствовало запаздыванию в паровой линии. Одна из постоянных времени, равная 0,083 мин, определялась инерционностью чувствительного элемента, а другая постоянная времени, равная 0,83 мин, соответствовала времени пребывания на верхней тарелке. Однако расположенные ниже тарелки также должны были оказывать влияние на полученные частотные характеристики, и если исходить из отношения общего объема колонны к скорости потока питания, то можно ожидать, что наибольшая постоянная времени будет равна 4—5 мин. Коэффициент усиления на нулевой частоте, используемый для нормирования амплитуд, был лишь оиеиен Эйкманом. Изучение приведенных в статье данных показывает, что коэффициент усиления и наибольшая постоянная времени могут отличаться от истинных значений в 2—10 раз. В почти аналогичной работе Бойда [Л. 6] наибольшая постоянная времени равна 0,55 мин, однако и здесь коэффициент усиления на нулевой частоте был определен неточно. В обеих работах колебания температуры были очень небольшими и могли быть вызваны колебаниями давления. [c.395]

Большая работа по определению характеристик ко лонн при помощи аналоговых и цифровых вычислительных машин была проведена фирмой Ройял Датч Шелл [Л. 9, 32 и 33]. Исследования частотных характеристик, проведенные на модели колонны с 32 тарелками, иока-за.лн, что модуль частотной характеристики для концентрации на тарелке практически одинаков в некоторых точках колонны при изменении как скорости потока орощения, так и скорости паров [Л. 32]. Наклон характеристики, равный —1, указывает на наличие большой доминирующей инерции, определяемой изменением концентрации. Фазо-частотные характеристики также были почти одинаковыми и отличались лишь за счет небольших постоянных времени, характеризующих гидравлическую инерцию. Характеристики имели незначительные максимумы и минимумы такого же типа, как и те, что наблюдались на реальной колонне [Л. 30]. В [Л. 9] исследовался вопрос изменения характеристик колонны прн изменении положения штока клапана на линии пара вверху колонны, а также взаимодействие между системами регулирования давления и температуры. Отмечалось хорошее совпадение результатов моделирования с зкспериментальными данными, полученными на реальной колонне, хотя некоторые параметры модели приходилось корректировать для лучшего соответствия экспериментальных и расчетных данных. [c.396]

При отборе импульса на первой тарелке контур регулирования содержит только два элемента первого поряд,ка, и при нспользованпи в схеме пропорционального регулятора система всегда устойчива. В реальной системе датчик состава вводит в систему запаздывание, и отставание по фазе может оказаться больше 180°. При отборе импульса в других точках колонны теоретические значения критической частоты и коэффициентов усиления составляют примерно 60% расчетных значений. Очевидно, влияние дополнительных емкостей способствует существенному уменьщению отставания по фазе, вызванного инерций изменения концентрации, по сравнению с фазовым сдвигом при наличии одной сосредоточенной емкости. Модуль частотной характеристики изменяется нри этом менее значительно. Если время пребывания на тарелке принять за постоянную времени процесса изменения концентрации, то теоретические значения критической частоты окажутся ближе к расчетным, однако теоретические значения коэффициента усиления будут примерно в 20 раз отличаться ог расчетных. Фактически теоретическими значениями можно успешно пользоваться в целом ряде случаев, например для сопоставления характеристик системы при отборе импульса в различных точках. Критическая частота и максимальный коэффициент усиления системы — два наиболее важных параметра, характеризующих работу системы регулирования, хотя необходимые значения постоянных времени нзодро.ма и предварения регулятора можно также определить по виду амплитудно-фазовой характеристики. Введение воздействия по производной при отборе импульса на промежуточной тарелке нецелесообразно, так как фазо-частотная характеристика достаточно полога однако это воздействие успешно применяется при регулировании температуры верха колонны [Л. 6]. [c.399]

Частотные характеристики 20-тарелочной дистилляционной колонны были приведены в работе Эйкмана [Л. 25]. Расход орошения изменялся по синусоидальному закону, а температура верхних паров измерялась при помощи термометра сопротивления, помещенного в чехол (7 =0,1 мин). Запаздывание в паровой линии составляло 3 сек. В экспериментальной схеме регулирования для аналогичной колонны небольшой поток продукта с верхней тарелки непрерывно прокачивается через рефрактометр. Измерение коэффициента рефракции производится практически мгновенно, однако в системе отбора продукта имеет место запаздывание, равное 30 сек. Насколько [c.401]

При расположении приемников и источников в одной и той же скважине реализуются акустические технологии наблюдения, которые используются для изучения характеристик пластов в разрезе скважины, технического состояния колонны и цементного кольца, размеров кавернозных полостей в скважине и др. Основными источниками информации об исследуемых объектах являются поперечная и продольная преломленные волны, волна Лэмба-Стоунли и отраженная волна. Для вьщеления этих волн и оценки их параметров разработаны разнообразные скважинные акустические методы. Пример акустического волнового поля, полученного методом широкополосного акустического каротажа - АКШ [7], представлен на рис. 1.3. Основной особенностью структуры акустического волнового поля в скважине, которое наиболее полно представлено в фазокорреляционных диаграммах АКШ, является относительно четкое разделение типов различных волн. Частотный диапазон акустических волн составляет 10-г 100 кГц. [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...