计算与分析设计题

1、计算与分析设计题1.如图1所示的液位过程的输入量为q1,流出量为q2、q3,液位h为被控参数，C为容量系数，并设定R1、R2、R3为线性液阻。要求：（1）列出液位过程的微分方程组； qi（2）画也液位过程的框图。1（3）试求液位过程的传递函数Wo （s）=H（s）/Qi （s）R2q2图1R3q2.试求取下水槽液位顷数学模型。C/t._一R-Lq22一图2.qq3定量泵试用矩形脉冲响应曲线法求加热炉的数学模型。当脉冲宽度t=10min，幅值为2T/h时，其0试验数据如下：t/mi52025304050607080y*(t)/ C0.461.73.79.019.026.

2、436.037.533.527.221.010.45.12.81.10.5某液位过程的阶跃响应实验测得如下数据:t/s01020406080100140180250300400500600h/mm000.20.82.03.65.48.811.814.416.618.419.219.6利用分度号为K的热电偶测量炉温为800C，此时冷端温度为0C，试求其热电动势为E（t,t0）为多少？若利用伯铑30-伯铑6热电偶测量某介质的温度，测得的热电动势为5.016mv,此时冷端温 度为40C，试求该介质的实际温度为多少？一压力容器在正常工作时压力范围为0.40.6MPa，要求使用弹簧式压力表进行检测，并使

3、测量误差不大于被测压力的4%,试确定该表的量程与精度等级。(精度等级标准：0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.35, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5.)利用弹簧压力表测某容器压力，其压力范围为1.3 + 0.06 Mpa,现可供选择的压力表的量程有 01.6MPa, 0 2.5 MPa, 04.0 MPa,其精度有 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 及 4.0 级。试合理选用 压力表的量程与精度等级。用一台量程为01MPa，精度为1.5级的压力表来测量锅炉的蒸汽压力，工艺要求其测量误 差不允许超过0.012 MPa，试问：该压力表是否适用？若不合适，请试选择另一

4、台压力表。某锅炉出口蒸汽压力为1.3MPa,X艺允许出现的最大绝对误差为0.035MPa,现有一块0-2.5MPa，精度为1.5级的弹簧管压力表，问能否满足工艺要求？若外界负荷变化不大，要求就地检测，试选择一块合适的压力表。(可选量程0-1.6 Mpa, 0-2.5 Mpa, 0-4.0 Mpa 等，精度有 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 4.0 等)11.某锅炉出口蒸汽压力为1.64MPa,工艺允许出现的最大绝对误差为0.03MPa,现有一块0-2.5MPa，精度为1.5级的弹簧管压力表，问能否满足工艺要求？为什么？若外界负荷变化不大，要求就地检测，试选择一块合适的压力表。

5、(可选量程0-1.6 Mpa, 0-2.5 Mpa, 0-4.0 Mpa 等，精度有 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 4.0 等)若外界负荷变化较大，要求就地检测，试重新选择一块合适的压力表。用一台量程(测量范围)为06Mpa,精度为1.5级的压力表来测量锅炉的蒸汽压力，工 艺要求其误差不能超过0.07Mpa，试问：(6分)该压力表合适吗？若不合适,选择另一台压力表。在锅炉运行过程中，必须满足汽-水平衡关系，故汽包液位是一个十分重要的指标，当液位过低时汽包中的水容易烧干引起生产事故，因此设计如图所示的液位控制系统。*十.指出图中LT、LC、M各是什么仪表，分别起什么作用。蒸汽

6、.试画出该控制系统的方框图。.指出该系统中的被控量、控制量、及扰动因素各是什么？汽包.确定M的气开、气关形式和LC的正反作用方向。热物料冷物料加热炉燃料15.某热交换器的工作示意图如图所示，用热蒸汽将进入 交换器的冷水加热。工艺要求：热水温度应保持给定值， 试从安全角度出发设计一个单回路控制系统（画出阀门 管道结构图与对应的控制系统方框图，并选定阀门的气 开气关型式与控制器的作用方向，被控量和控制量）。蒸汽冷水16.下图为某生产过程中的换热器温度 控制系统，工艺要求对物料的出口温 度进行定值控制，系统受到的各种扰 动量比较小。试设计一简单程控制系 统：画出工艺流程图与相应的方框图， 选择被控变

7、量、控制变量，确定调节 阀的作用形式与调节器的作用方向。17.在过热蒸汽温度控制系统中，除了要对蒸汽温 度进行控制之外，为了保证生产的安全和正常进 行，还要对气包液位及蒸汽压力进行控制。设计 了如图所示的控制系统。根据工艺流程图，请指 明阀1、2和3的作用方式以及三个调节器的 作用方向。18.在石油、化工等生产过程中有许多储液罐，用于存 储原材料、半成品、成品或者作为缓冲器，为了保证生 产正常进行，进出储液罐的物料需平衡，以维持液位在 某一高度，下图即为一液位控制系统，要求液位维持在 某一给定值上下，并保证物料不溢出，试设计该控制 系统：画出系统工艺流程图，方框图，确定被控参 数、控制量、主要

8、扰动、调节阀的气开、气关型式及 调节器的正、反作用方式。某生产过程中，冷物料通过加热炉对其加热， 热物料出口温度必须满足生产工艺要求，试设计 一控制系统来满足控制要求：画出控制流程图及 其相应的结构方框图，选择被控变量、控制变量， 确定调节阀的作用形式与调节器的作用方向。蒸汽加热的贮槽加热器如图示，进料量q , 初温T，出料量q，温度为T,工艺要求：1 出料温度维持在某一给定值T上。现场条件： 进料量q不变，但T波动比较大，要求设计 一复杂过程控制系统。（方案选择，系统流程图， 结构方框图，被控变量，控制变量的选择，调节 阀的选择，调节器作用方向的确定）某化工生产工段，需要控制甲烷、蒸汽和空气

9、三者的流量比值为1： 3： 1.4，试设计一合适的控制系统满足此比值要求：画出设计的结构框图，说明你的设计属于哪种类型的控制系统；写出你所选用的仪表的名称与作用；简述该系统的工作原理。下图是一个连续槽反应器，物料自顶部进入槽中，经反应后从底部排出。反应产生的热量由冷却夹套中的冷却水带走。为了保证产品质量，必须严格控制反应器温度。】，试设计- 控制系统来完成控制任务。（注：指明选择的控制方案，画出相应的工艺流程图和系统框图，指明被控参数、控制参数，调节阀的气开、气关型式，调节器的正、反作用方式等；物料方面和冷却水方面的扰动分别用D、D2表示）连续槽反应器的温度控制自来水厂将自来水供给给用户之前，

10、必须进行消毒处理。氯气是常用的消毒剂，氯气具 有很强的杀菌能力，但如果用量太少，则达不到杀菌的作用，而用量太多，则会对人们引用 带来副作用，同时过多的氯气注入水中，不仅浪费而且气味难闻，对餐具具有腐蚀作用。为 了使氯气注入量与自来水量成一定比值关系，是设计一比值控制系统以满足需要。（画出工艺 流程示意图，指明各个仪表的作用，简述其工作原理）某生产工段，需要控制空气、硅烷和蒸汽三者的流量比值为2： 1： 5,试设计一合适的控 制系统满足此比值要求：（1）画出设计的结构框图或工艺流程图，说明该设计属于哪种类型的控制系统；（2）写出你所选用的仪表的名称与作用；（3）简述该系统的工作原理。冷却器流量一

11、温度系统如图所示，工作原理是用冷剂冷却热物料。工艺要求：控制冷物料 的温度为设定值，冷剂管道压力波动较大，试设计一串级控制系统（画出管路结构图与相应 的系统方框图，选择主变量、副变量、控制量，并选定调节阀的型式与主、副调节器的作用 方向）。冷剂热物料 冷物料JD澄清池过滤池清水池26,下图为丁烯洗涤塔进料量与洗涤水量的比值控制系统，生活污水和工业污水等必须进行处理后才能排入江河湖泊中，以保护环境。为此，采用 如图所示的三个大容量的澄清池、过滤池和清水池进行处理。工艺要求清水水位稳定在某一 高度上。在污水处理过程中污水流量经常波动，是诸干扰因素中最主要的一个扰动。试设计 一过程控制系统。（指出采用何种控制方案，系统流程图，结构方框图，被控变量，控制变量， 调节阀的气开气关类型，调节器作用的方向等）试根据工艺流程图画出系统框图，并指明该系统属于哪一类比值控制类型。丁烯洗涤塔进料量与洗涤水量的比值控制系统被控对象的数学模型为Wo