Laboratorium Modelowania i Symulacji

Ćwiczenie 9

Symulacja układu dwóch zbiorników

1. Program ćwiczenia

1. Przed wykonaniem kolejnych punktów programu ćwiczenia należy zapoznać się z załączonym dodatkiem zawierającym opis matematyczny obiektu.

2. Dla zadanej wartości poziomu w zbiorniku 1 h₁=0.5 m, wyznaczyć przebiegi wartości zmiennych stanu h₁ i h₂ oraz natężenia przepływu wody zasilającej.

3. Zasymulować wyciek w zbiorniku 1 podczas pracy układu znajdujacego się w stanie nominalnym. Wyznaczyć przebiegi jak wyżej.

4. Zasymulować awarię zaworu V1 podczas pracy układu w stanie nominalnym. Zawór ma być otwarty i zablokowany (pozycja 1). Zbadać wpływ awarii na pracę ukladu.

5. Zasymulować awarię zaworu V1 podczas pracy układu w stanie nominalnym. Zawór ma być zamknięty i zablokowany zamknięty (pozycja 0). Zbadać wpływ awarii na pracę ukladu.

6. Zasymulować jednoczesne wystąpienie wycieku i blokady otwartego zaworu V1.

7. Powtórzyć badania 1.2-1.6 dla układu z otwartym zaworem V12. Zbadać czy zmiana ma istotny wpływ na pracę układu oraz określić jego skutki.

8. Powtórzyć badania 1.2-1.6 dla układu z wprowadzonym zakłóceniem losowym na wejściu pompy. Zakłócenie ma mieć rozkład równomierny na przedziale (-0.05 ,-0.05).

2. Sprawozdanie

Sprawozdanie powinno zawierać raport z przebiegu ćwiczenia z wykresami otrzymanych przebiegów sygnałów oraz uwagami i wnioskami.

Dodatek:

MODEL ILOŚCIOWY PROCESU

V_i : Objętość wody w i-tym zbiorniku

h_i : Poziom wody w i-tym zbiorniku

Q₁: Natężenie przepływu wody zasilającej

Q₁₂: Natężenie przepływu wody pomiędzy zbiornikami 1 i 2 przez zawór V1

Q₁₁: Natężenie przepływu wody wypływającej ze zbiornika 1 podczas wycieku

Q_2n: Nominalne natężenie przepływu wody wypływającej ze zbiornika

A: Pole podstawy zbiornika

Zgodnie z prawem przepływu Toricellego :

a_z: Współczynnik korekcji przepływu

S_i: Przekrój zaworu i

g: Stała grawitacji

Nieliniowe równania różniczkowe:

Rys.1. Schematy ukladu dwóch zbiorników z oznaczonymi wielkościami

Parametry:

a_z: 1

A: 0.0154 m²

g: 9.81 m/s²

h_max: 0.62 m

h_v: 0.3 m

S_n: 2*10^-5 m²

S₁: 2*10^-5 m²

Q₁: 0.1*10^-3 m³/s

Maksymalna częstotliwość przełączania zaworu V1: 1000/min.

2

---