Dva zásobníky kvapaliny zapojené za sebou



  1. Nakreslite schému 2 zásobníkov kvapaliny zapojených za sebou podľa zadania.

  2. Uveďte nelineárny DMM zásobníkov opisujúci vzťah medzi objemovými prietokmi vstupných prúdov a výškami hladín.

  3. Vypočítajte výšky hladín v rovnovážnom stave. Vzťahy pre výpočet výšok hladín v rovnovážnom stave odvoďte z modelu zásobníkov v rovnovážnom stave stave. Na definovanie konštánt a výpočet výšok hladín vytvorte m-file. Parametre zásobníkov sú v tabuľke na konci zadania. Číselné hodnoty prietokov vstupných prúdov v rovnovážnom stave sú uvedené nad tabuľkou s parametrami na konci zadania. V protokole uveďte vzťahy pre výpočet výšok hladín v rovnovážnom stave a vypočítané výšky hladín aj s jednotkami.

  4. Vytvorte s-funkciu pre simuláciu dynamických vlastností zásobníkov pomocou nelineárneho modelu. Začiatočné podmienky diferenciálnych rovníc, ktoré tvoria model zásobníkov, nech sú vypočítané výšky hladín v rovnovážnom stave.

  5. Výpočet výšok hladín v rovnovážnom stave overte simulačne. Do protokolu vložte graf simulačného overenia výpočtu výšok hladín v rovnovážnom stave.

  6. Simuláciami pomocou nelineárneho modelu (s-funkcie) zistite, na akých hodnotách sa ustália výšky hladín v zásobníkoch pri rôznych hodnotách prietoku vstupného prúdu, ktorý nie je konštantný. Výsledky spracujte podľa nasledovnej tabuľky a vykreslite prevodové charakteristiky. Tie vložte do protokolu.

    meniaci sa prietok q0is[m3min-1] 00,20,50,811,525
    h1s[m]
    h2s[m]

  7. Overte stabilitu zásobníkov v okolí ho rovnovážneho stavu vypočítaného v 3. bode.

  8. Odvoďte linearizovaný dynamický matematický model zásobníkov vo forme lineárneho stavového opisu. Na výpočet koeficientov matíc stavového opisu si vytvorte m-file (nie funkciu). V protokole uveďte len matice stavového opisu všeobecne (ich odvodenie nie) a s konkrétnymi číselnými hodnotami prvkov.

  9. Simulujte odozvu zásobníkov pomocou nelineárneho dynamického matematického modelu na skokovú zmenu meniaceho sa objemového prietoku jedného vstupného prúdu, keď sa tento zmení v čase 5min z pôvodnej hodnoty na hodnotu o 10% väčšiu. Objemový prietok 2. vstupného prúdu je konštantný. Do času 5 min sú zásobníky v rovnovážnom stave.

  10. Simulujte odozvu zásobníkov pomocou linearizovaného dynamického matematického modelu vo forme lineárneho stavového opisu na skokovú zmenu meniaceho sa objemového prietoku jedného vstupného prúdu, keď sa tento zmení v čase 5min z pôvodnej hodnoty na hodnotu o 10% väčšiu. Objemový prietok 2. vstupného prúdu je konštantný. Do času 5 min sú zásobníky v rovnovážnom stave.

  11. Výsledky simulácii pri odozve na 10% zvýšenie objemového prietoku jedného vstupného prúdu spracujte graficky. Grafy spracujte tak, aby ste mali 1 graf pre hladinu h1 a 1 graf pre hladinu h2. V protokole uveďte aj číselné hodnoty výšok hladín v novom rovnovážnom stave.

  12. Výsledky spracujte vo forme protokolu.

  13. V závere protokolu zhodnoťte všetky získané výsledky.




Parametre:


Prietoky v pôvodnom rovnovážnom stave: q01s=1m3min-1, q02s=0,5m3min-1.

Číslo študenta

interakcia

schéma

meniaci sa prietok

k11/m2,5min-1

k22/m2,5min-1

F1/m2

F2/m2
1 
je
1
q01
1.25
1.25
1.8
1.8
2 
je
1
q01
1.25
1.25
2.25
2.25
3 
je
1
q02
1.75
1.75
2.2
2.2
4 
je
1
q02
0.75
0.75
1.15
1.15
5 
je
2
q01
0.8
0.8
1.2
1.2
6 
je
2
q01
1.2
1.2
2.2
2.2
7 
je
2
q02
0.75
0.75
1.75
1.75
8 
je
2
q02
0.5
0.5
1.25
1.25
9 
nie je
3
 q01
0.5
0.5
0.75
0.75
10 
nie je
4
q01
1.75
1.75
2.75
2.75
11 
nie je
4
q02
1.4
1.4
2.4
2.4
12 
nie je
4
q01
1.25
1.25
2.25
2.25
13 
nie je
4
q02
1.25
1.25
1.8
1.8
14 
je
1
q01
0.95
0.95
1
1
15 
je
2
q02
0.85
0.85
1.25
1.25
16 
je
2
q02
1.25
1.25
1.2
1.2
17 
je
2
q01
1.75
1.75
1.75
1.75
18 
je
2
q01
1.5
1.5
1.2
1.2
19 
nie je
3
 q01
0.95
0.95
0.85
0.85
20 
nie je
4
q02
1.25
1.25
0.75
0.75