Научная статья на тему 'Определение рационального режима сушки древесины с использованием адаптивной, регрессивной модели'

Определение рационального режима сушки древесины с использованием адаптивной, регрессивной модели Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
155
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СУШКА ДРЕВЕСИНЫ / АДАПТИВНАЯ / РЕГРЕССИОННАЯ МОДЕЛЬ / ПАССИВНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ / СУШіННЯ ДЕРЕВИНИ / АДАПТИВНА / РЕГРЕСіЙНА МОДЕЛЬ / ПАСИВНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ / WOOD DRYING / ADAPTIVE / REGRESSION MODEL / PASSIVE EXPERIMENT

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ткачов В.С., Юрков С.К., Юркова В.Ю.

Разработано математическую модель для регулирования температуры древесины в сушильной камере. Реализована модель в программной среде MATLAB, Simulink. Создано автоматизированную систему определения рационального режима сушки древесины с помощью адаптивной, регрессионной модели.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Definition of rational mode of wood drying with the use of adaptive, regression model

The modern market has demonstrated the steady growth in the demand for wood products. In spite of the new types of artificial substitutes for wood, it remains the most popular material in construction, in the production of furniture and in many other fields of people life. Classic woodworking includes the process of reducing moisture content to a predetermined level.Wood drying process should be improved in technological equipment and especially in automatic monitoring and control. Every year, electricity becomes more expensive. So the problem of electricity usage is very relevant. Modern equipment solves this solution.Today, the automated control system are using in the drying chamber for temperature control.The final moisture content is calculated based on the initial value (initial temperature) and its drying time in the automated control systems of wood drying, which affects the quality of the dried material.This allows to improve the quality of regulation, increase speed and significantly reduce energy.The aim of this work  the creation of an automated system for determining rational mode of drying wood using adaptive, the regression model.Conclusions. 1. The regression model of the drying process of wood will reduce energy costs for guaranteed final moisture content.2. Simulation of temperature control indicates that temperature variation does not exceed the value of 89 º C to 91 º C.

Текст научной работы на тему «Определение рационального режима сушки древесины с использованием адаптивной, регрессивной модели»

2. Конструкци будинюв i споруд. Бетоннi та з^зобетонш конструкцп з важкого бетону. Правила проектування: ДСТУ Б В.2.6-156: 2010. - Офiц.вид.- К. : Мщепонбуд Укра1ни, 2010. - 170 с. - ^блютека офiцiйних видань)

3. Eurocode 2: Design of concrete structures. General rules and rules for buildings: ENV 1992-12.- Brussels, 2001. - 52 p.

SUMMARY

While implementation of calculations, designers use the certain rules of application, that are the generally accepted methods. There must be possibly the use of the simplified design techniques in this case, if it is possible to prove that they are confronted to corresponding principles and provide the degree of safety and durability not less, than methodologies offered by operating normative documents. Eurocode on the basis of which DBN V.2.6- 98: 2009 was made, allows to use considerable part of methodologies from the normative documents operating on the territory of former post-soviet territory, as their basic principles correspond largely. During the use of any alternative methodology it is already impossible to consider, that planning is executed in complete accordance with DBN V.2.6- 98: 2009, however regulative organizations, during realization of calculations, usually use the simplified methodology of the former, tested, normative documents.

By comparison of maximum moments in the cut of reinforce-concrete element in the zone of clear bend, which were received with the help of using of methodologies of calculation which were used in some normative documents, it is necessary to educe differences between application of national normative document of DBN V.2.6- 98: 2009 with possibility of the use of the simplified methodologies on the stage of the previous planning.

Marked in DBN V.2.6- 98: 2009 the calculation of the normal crossing of reinforce-concrete elements according to the deformation method is not difficult, but needs a lot of time for the decision of simple tasks. Comparatively with the operating norms of Russia, Belarus and European Union, the result of determination of bearing strength of the normal crossing does not exceed 5% toward the reduction of maximum values, while the same difference between the cancelled norms of SNiP 2.03.01-84* is 2%. Coming from the obtained data, for implementation of approximate calculations on the stage of the previous planning, it is enough to take advantage of easy and tested methodology, with further clarification of results at the detailed calculations.

REFERENCES

1. Konstrukcii' budynkiv i sporud. Betonni ta zalizobetonni konstrukcii'. Osnovni polozhennja proektuvannja: DBN V.2.6-98:2009. - Ofic.vyd.- K. : Minregionbud Ukrai'ny, 2009. - 71 s. -(Biblioteka oficijnyh vydan')

2. Konstrukcii' budynkiv i sporud. Betonni ta zalizobetonni konstrukcii' z vazhkogo betonu. Pravyla proektuvannja: DSTU B V.2.6-156: 2010. - Ofic.vyd.- K. : Minregionbud Ukrai'ny, 2010. -170 s. - (Biblioteka oficijnyh vydan')

3. Eurocode 2: Design of concrete structures. General rules and rules for buildings: ENV 1992-12.- Brussels, 2001. - 52 p.

УДК 674.047.3

ВИЗНАЧЕННЯ РАЦЮНАЛЬНОГО РЕЖИМУ СУШ1ННЯ ДЕРЕВИНИ З ВИКОРИСТАННЯМ АДАПТИВНО!, РЕГРЕС1ЙНО1 МОДЕЛ1

В. С. Ткачов, к. т. н.; доц., С. К. Юрков, асс., В. Ю. Юркова, маг.

Ключовi слова: суштня деревини, адаптивна, регрестна модель, пасивний експеримент Постановка проблеми. Кон'юнктура ринюв останшми роками демонструе стшке зростання попиту на деревину. Не дивлячись на новггш розробки штучних замшниюв, деревина залишиться основним матерiалом в будiвництвi, виробнищга меблiв i шших галузях.

Аналiз публжацш. В даний час сушшня деревини в Укра!ш мае необхщшсть в модершзаци технолопчного обладнання i особливо засобiв автоматичного контролю i управлшня. З кожним роком електроенерпя дорожчае, а тому питання економiчного його використання сьогодш дуже актуальна Частково !х виршення бере на себе сучасна автоматика.

Сьогоднi для управлiння температурою в сушильнiй KaMepi використовуються системи автоматизованого управлшня. В автоматизованих системах управлшня сушiнням деревини, кiнцeвa волопсть розраховуються в зaлeжностi вiд вихщно1 величини (початково1 температури) та часу ïï сушiння, що впливае на яюсть висушеного мaтepiaлу. Це дае змогу полiпшити якiсть регулювання, шдвищити швидкiсть, значно знизити енергозатрати [1].

Класична технолопя деревообробки обов'язково включае дiлянку сушки деревини. Сушка деревини - процес видалення вологи з деревини до певного вщсотка вологосп. Мета сушки: перетворення з пpиpодноï сировини деревини на промисловий мaтepiaл, з покращуваними бiологiчними i фiзiко-мeхaнiчнiмi властивостями [2].

Мета статтг Створення aвтомaтизовaноï системи визначення paцiонaльного режиму сушки деревини з використанням адаптивно].', peгpeсiйноï модел^ яка мае вигляд: Vk=a0+a1 -Ун+а2 -Тс де Ук - кшцева вологiсть деревини; Ун - початкова вологiсть деревини; Тс - час сушшня деревини; а0, а1, а2 - коефщенти регреси.

Виклад матерiалу. Кiнцeвa вологiсть деревини залежить вiд почaтковоï ïï вологосп i часу сушки. Результати пасивного експерименту сушки 20 партш деревини приведено в таблиц 1, за допомогою програми Microsoft Excel.

Таблиця 1

Дат результат1в сушки 20-ти napmiü деревини

1 Vk=aO+a1"VH+a2*Tc

2 Конечная Начальная влажность Время сушки

3 8 23 1б|

4 7 20 13

5 7 13 15

6 7 22 15

7 7 19 15

8 7 15 13

9 6 13 8

10 7 21 14

11 8 23 16

12 6 14 8

13 7 16 13

14 6 12 6

15 7 15 13

16 7 21 14

17 6 12 7

18 8 23 16

19 8 22 15

20 7 и 9

21 7 17 14

22 6 13 8

Таблиця 2

Виведення тдсумюв регрестного аналiзу

24

25 ВЫВОД итогов

26

27 Регрессионная статистика

28 Множеств 0 891273832

29 R-каадрат 0.794369044

30 Нормиров 0 770177167

31 Стандарт 0 329026823

32 Наблюден 20

33

34 Дисперсионный анализ

35 df SS MS F Значимость F

36 Регресси? 2 7,109602943 3,554801471 32 83619 1.44951Е-06

37 Остаток 17 1.840397057 0.10825865

38 Итого 19 8.95

39

40 Коэффициенты Стандарт нал ошибка ¡■статистика ^-Значение Нижние 95% Верхние 95% Нижние 95,0% pjfflue 95,0%

Л У-пересеч 4,452678472 0.34310075 12.97775791 3.01Е-10 3.723799172 5.176557773 3.728799172 5.176553

42 Перемени 0 062353507 0 0414S5589 1 503741025 0,150999 ■0.025131237 0,14983825 ■0.025131237 0.149838

43 Перемени 0.112643721 0,049374192 2.281429168 0.035684 0.008473283 0.216814158 0 008473283 0.216814

i А

Анатз результанв розрахунку:

Рiвняння парно! лшшно! регреси отриманою на основi таблицi 2 мае вигляд: Ук = 4,45 + 0,06• Уп + 0,11 • ¥с.

• Я2 = 0,794, отже, 79,4 % дисперсш значень вологосп пояснюеться впливом чинниюв;

• розрахункове значення критерiю Фшера дорiвнюе 32,836;

• критичне значення критерiя Фiшера при т, = 2; т2 = 17; а = 0,041; ¥ = 32,8. Отже,

12 кр

рiвняння регреси в цшому статистично значиме, тобто е достатня вiдповiднiсть з даними експерименту;

• коефщент множинно! кореляци дорiвнюе 0,89. Вш служить критерiем оцiнки точностi функцл регреси.

Дану модель регреси можна використовувати для ухвалення рiшень i прогнозування. Використання отриманого рiвняння регреси дозволить по необхщнш кiнцевiй вологост Ук i початковiй вологостi Ун розрахувати час сушшня Тс.

¥ =

(Ук - а0 - а1 • Гн)

Визначення часу сушiння дозволяе отримати задану волопсть сухо! деревини, i не витрачати зайвi енергоресурси, пересушуючи матерiал. В процесi сушiння дуже важливо пiдтримувати задану температуру [3].

Контур регулювання температури мае в собi датчик температури i позицiйний регулятор. Об'ект регулювання ОР (камера) отсуеться передаточною функцiею [4]:

к б • е-г"р

о* ¥ • р +1' де коб - коефiцiент передачi об'екту регулювання; т0 - постшна запiзнення об'екту регулювання; Т - постшна часу об'екту регулювання.

Параметри позицшного регулятора визначаються за допомогою моделi системи регулювання температури, реалiзованою в середовищi МЛТЬЛБ, 8тиНпк [5]. Вигляд моделi релейно! системи регулювання температури приведений на малюнку 1:

а2

Рис. 1. Система регулювання температури в середовищ1 МЛТЬЛБ

90 90 7b M m 40 30 20 ¡0 I 1

-...........■■■■■

i

0 100 ¡.jj Ml 400 Я» НИ ™ 800 ЭШ 1000 rne offut 0

Рис. 2. Графiк регулювання температури

Висновки. 1. Вживання адаптивно! моделi perpeci! процесу сушiння деревини дозволить знизити витрату енергоресуршв при гарантованш кiнцевiй вологостi деревини.

2. Моделювання системи регулювання температури показуе, що розкид температури не перевищуе значення вiд 89°С до 91°С.

ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА

1. Богданов Е. С., Козлов В. А., Пейч Н. Н. Справочник по сушке древесины. - М. : Лесн. Пром-сть, 1981. - 191с.

2. Кречетов И. В. Сушка и защита древесины. - М. : Лесн. Пром-сть, 1987. - 372 с.

3. Дьяконов К. Ф., Гукалов А. М. Пособие по сушке пиломатериалов. - М. : Лесная промышленость, 1975. -131 с.

4. Гостев В. И. Системы управления с цифровыми регуляторами / Справочник. - К. : Техника, 1990. - 280 с

5. Дьяконов В. Simulink 4 / Специальный справочник. - СПб, Питер. - 2002. - 528 с.

8иММАЯУ

The modern market has demonstrated the steady growth in the demand for wood products. In spite of the new types of artificial substitutes for wood, it remains the most popular material in construction, in the production of furniture and in many other fields of people life. Classic woodworking includes the process of reducing moisture content to a predetermined level.

Wood drying process should be improved in technological equipment and especially in automatic monitoring and control. Every year, electricity becomes more expensive. So the problem of electricity usage is very relevant. Modern equipment solves this solution.

Today, the automated control system are using in the drying chamber for temperature control.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

The final moisture content is calculated based on the initial value (initial temperature) and its drying time in the automated control systems of wood drying, which affects the quality of the dried material.

This allows to improve the quality of regulation, increase speed and significantly reduce energy.

The aim of this work - the creation of an automated system for determining rational mode of drying wood using adaptive, the regression model.

Conclusions. 1. The regression model of the drying process of wood will reduce energy costs for guaranteed final moisture content. 16

2. Simulation of temperature control indicates that temperature variation does not exceed the value of 89 ° C to 91 ° C.

REFERENCES

1. Bogdanov E. S., Kozlov V. A., Pejch N. N. Spravochny'k po sushke drevesy'nu. - M. : Lesn. Prom-st', 1981. - 191 s.

2. Krechetov Y'. V. Sushka y' zashhy'ta drevesy'nu. - M. : Lesn. Prom-st', 1987. - 372 s.

3. D'yakonov K. F., Gukalov A. M. Posoby'e po sushke py'lomatery'alov. - M. : Lesnaya prombishlenost', 1975. - 131 s.

4. Gostev V. Y'. Sy'stemb upravleny'ya s cy'frovbmy' regulyatoramy' / Spravochny'k. - K. : Texny'ka, 1990. - 280 s

5. D'yakonov V. Simulink 4 / Specy'al'nbj spravochny'k. - SPb, Py'ter. - 2002. - 528 s.

УДК 622.4:532.595.2

МЕТОДИКА РАБОТЫ УСТРОЙСТВА, ФУНКЦИОНИРУЮЩЕГО БЕЗ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УДАРОВ В СИСТЕМАХ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

Ф. А. Корсун, к. т. н.

Ключевые слова: гидрораспределитель (ГР); гидравлический удар (ГУ); холодная машина (ХМ); воздухоохладитель; теплоизолирующие диафрагмы; отеплённый хладоноситель; охлаждённый хладоноситель; трубопроводы высокого давления; трубопроводы низкого давления

Проблема. При замене теплообменника высокого давления на гидрораспределитель возникает вопрос управления гидрораспределителем. В статье предлагается методика работы гидрораспределителя, которая предлагается для работы в системе кондиционирования рудничного воздуха.

Анализ публикаций. Сотрудники Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры имеют более 20 авторских свидетельств и патентов Украины на гидрораспределители. Но в этой статье предлагается более усовершенствованный гидрораспределитель, который будет работать без гидравлических ударов в нормальном режиме.

Цель. В статье предлагается методика работы устройства (гидрораспределителя) работающего без гидравлических ударов в системах кондиционирования.

Основной материал. Исследования гидроудара на электрическом столе показали, что гидравлическими ударами, возникающими при переключении потоков жидкости в гидрораспределителе можно технически управлять. Для этого нужно подобрать гидрораспределитель, который позволил бы осуществить медленное закрытие задвижек, при котором бы гидроудары не возникали или величина их была бы не значительной.

Резиновые [2] мембраны следует заменить подвижными теплоизолирующими диафрагмами, герметичные емкости достаточно длинными трубопроводами и количество труб нужно увеличить (до шести).

Графики работы этого устройства приведены ниже.

Повышение давления при гидроударе зависит от характера изменения сопротивления задвижки и эффективным средством смягчения действия гидроудара зависит от подбора такого времени закрытия задвижки, при котором давление не превысит допустимого.

Повышение давления при гидравлическом ударе зависит от характера изменения сопротивления задвижки. Следовательно, эффективным средством смягчения действия гидравлического удара является подбор такого закона закрытия задвижки, при котором давление не превысит допустимого.

Повышение давления будет тем меньше, чем меньше потерянная скорость в трубопроводе. Чем медленнее закрывается задвижка, т.е. чем фаза удара Т меньше времени полного закрытия задвижки t3 тем меньше, согласно будет изменение степени открытия задвижки

в течение каждой фазы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.