Academic Journal
Study of dynamic properties of an indirect oil heater as an object of automatic control
| Τίτλος: | Study of dynamic properties of an indirect oil heater as an object of automatic control |
|---|---|
| Πηγή: | Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences; Vol. 2 No. 49 (2024): Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences; 29-40 Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки; Том 2 № 49 (2024): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки; 29-40 Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки; Том 2 № 49 (2024): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки; 29-40 |
| Στοιχεία εκδότη: | Priazovskyi state technical university, 2024. |
| Έτος έκδοσης: | 2024 |
| Θεματικοί όροι: | лінеаризація, система автоматичного керування, структурна схема, шляховий нагрівник нафти, математична модель, automatic control system, road oil heater, linearization, structural diagram, mathematical model |
| Περιγραφή: | Intermediate heat transfer heaters are widely used for the preheating of oil and gas to reduce the viscosity of oil during its transportation through main pipelines or for heating gas before pressure reduction to prevent the formation of hydrates, which occur because of the Joule-Thomson effect. One of the main components of a heat transfer heater is a cylindrical or rectangular bath filled with plain water or water with additives, inside which a coil is placed, through which the working fluid (oil) flows. Typically, indirect heaters use plain water. The water bath is heated by flue gases passing through fire tubes. The flue gases may originate from various sources, such as the combustion of oil refining by-products, specifically gases after oil distillation. The fire tubes are structurally connected to the combustion chamber, where natural gas is burned. Thus, an intermediate heat transfer heater is a complex dynamic system in which heat is transferred to the working fluid (oil) through several intermediate stages. The created mathematical model of the dynamics of the heat transfer heater considers the sequential heat transfer processes from one element to another. Each element in the heat transfer chain is described by a nonlinear differential equation derived based on the law of energy (heat) conservation. This approach to describing the dynamics of the heat transfer heater generates a system of differential equations, which, in addition to input and output variables, also includes intermediate variables such as the temperature of the intermediate medium (water), the temperature of the coil walls, and so on. After linearizing the system of differential equations, the intermediate variables were eliminated, which made it possible to obtain a linearized mathematical model of the heater suitable for the synthesis of a multi-loop automatic control system for the indirect heater Шляхові нагрівники з проміжним теплоносієм широко використовують для попереднього нагріву нафти та газу з метою зменшення в’язкості нафти при її транспортуванні магістральними трубопроводами або для підігріву газу перед пониженням тиску для запобігання утворення гідратів, які утворюються в результаті ефекту Джоуля-Томпсона. Одним із основних елементів шляхового нагрівника є ванна циліндричної або прямокутної форми, заповнена звичайною водою або з домішками, в якій розміщений змійовик, по якому протікає робоче тіло (нафта). Зазвичай в непрямих нагрівниках використовується звичайна вода. Ванна з водою нагрівається димовими газами, які проходять через жарові труби. Димові гази можуть мати різне походження, такі як спалювання продуктів нафтопереробки, а саме газів після перегонки нафти. Жарові труби конструктивно з’єднані з камерою згорання, де спалюється природний газ. Отже, шляховий нагрівник з проміжним теплоносієм є складною динамічною системою, в якій тепло передається до робочого тіла (нафти) через ряд проміжних ланок. Створена математична модель динаміки шляхового нагрівника з проміжним теплоносієм враховує процеси послідовної передачі тепла від одного елемента до іншого. Кожний елемент в ланцюгу теплопередачі описується нелінійним диференціальним рівнянням, яке отримано на основі закону збереження енергії (тепла). Такий спосіб опису динаміки шляхового нагрівника породжує систему диференціальних рівнянь, в якій крім вхідних і вихідних величин є проміжні змінні, такі як температура проміжного середовища, тобто води, температура стінок змійовика тощо. Після лінеаризації системи диференціальних рівнянь були вилучені проміжні змінні, що дало змогу отримати лінеаризовану математичну модель нагрівника, яка є придатною для синтезу багатоконтурної системи автоматичного керування непрямим нагрівником |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | Ukrainian |
| ISSN: | 2225-6733 2519-271X |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | https://journals.uran.ua/vestnikpgtu_tech/article/view/321350 |
| Rights: | CC BY |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.scientific.p..5c0f5a859fe1e427bb9c64e3c4695af0 |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 22256733 2519271X |
|---|