Устройство для моделирования трубопроводов

Сова СоветскихСокиалистическихРеспублик Комитет по делам обретеиий и открыт ври Спеете МииистроСССР Авторизобретени В. Ф. Ремнев Всесоюзный научно-исследовательский институ одного газа явите СТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРУБОПРОВОД опроА и В - параметрывода;г - время.В электрических,величиния принимают вид частка х основн 5(У,+ У дрг д 1 я - т 1= и кон звен и мости 20 ныес ве иства, пуравнени строе ми, п итель 1 имеющий обычного на котоку; опеде Р, и Р, -давлени участка расход участка в начал азопровод в начале азопровод и конце и конце Известны устройства для моделирования трубопроводов, состоящие из звеньев, содержащих операционные усилители, решающий блок и конденсатор.Предложенное устройство отличается тем, что в каждом его звене усилитель-преобразователь с обратной связью по току подключен к токовому выходу первого усилителя, к одному входу которого подключен выход усилителя-преобразователя, а ко второму входу подключен своим выходом решающий блок, входы которого подключены к токовому выходу первого усилителя и к выходу, второго усилителя, на который подаются вход и выход звена.Это позволяет моделировать процессы транспортировки рабочей среды в газопроводах высокого давления.Процессы в элементарном участке газопровода высокого давления описываются следующими дифференциальными уравнениями, записанными здесь р конечно-разностной формеР 2 - Р,=А( 2 1 Р 1)Ч 1 ивР 2Вд 1 де У, и Уг - напряжения в началеце эвена модели;т 1 и т 2 - токи в начале и концмодели;д - коэффициент провазвена;С - электроемкость на кона;1 - время,е. электрические величины, связаноторыми коэффициентами подобияинами газопровода.Схема одного звена устроого в соответствии с этимиазана на чертеже.Она содержит операционный усилкоэффициентом усиления К=1,ва суммирующих, входа и, кромеыхода, токовый выход, напряжениеом пропорционально выходному торационный усилитель 2 с токовой обратной связью, имеющий один вход и один выход, являющийся преобразователем напряжения в ток с коэффициентом преобразования а; усилитель 3; решающий блок 4, на вход которого подается напряжение с токового выхода усилителя 1 и управляющее напряжение с усилителя 3 (выход блока подключен к одному из входов усилителя 1), и конденсатор 5 на выходе звена.Устройство работает следующим образом, Напряжение на входе звена передается на выход звена усилителем 1, который при этом уменьшает его на величину, соответствующую падению давления на участке. Возникающий на выходе усилителя 1 ток создает на токовом выходе усилителя напряжение, пропорциональное току. Это напряжение усилителем 2 преобразуется ;нова в ток, который вводится на вход звена, создавая непрерывность тока через звено. Для выработки вычитаемого напряжения служит решающий блок 4, на вход которого подаются соответствующие напряжения (или токи), снимаемые с усилителей 1 и 2.Приведем основные соотношения, характеризующие работу звена.Когда напряжение У на входе звена через усилитель 1 с коэффициентом усиления К=1 передается на выход звена, то по второму входу усилителя к нему прибавляется (отрицательное) напряжение ЛУ. На выходе возникает ток г, а на токовом, выходе усилителя 1 - напряжение, пропорциональное этому то- ку где р - коэффициент преооразования усилителя 1 по токовому выходу. Это напряжение подается на вход преобразователя 2, на выходе которого появляется токю= а У,При соответствующем выборе коэффициента преобразования р и а, а именно при аД=1, этот ток равен току г.10 15 20 2530 35 40 45 Таким образом, описанное звено обеспечивает передачу тока в неизменном виде. А к напряжению У добавляет величину ЛКДобавочное напряжение должно быть рав- но,2ЛУ=к Ф+ сг)Для выработки добавочного напряжения служит решающий блок 4. Поданное на вход напряжение (l, он должен возводить в квадрат и делить затем на напряжение Ьур .Решающий блок может состоять, например, из квадратора и операционного усилителя с коэффициентом усиления, обратно пропорциональным напряжению /ур, поступающему с усилителя 31 упр = 11+ 1 г2 .2 т 2 сг Тогда У= у 1 + уг (у 1+ тг)/Таким образом, напряжение:на выходе модели всегда меньше напряжения на входе на величину, пропорциональную квадрату тока через звено и обратно пропорционально на,пряжению звена относительно земли.Аналогичным образом, звено действует в обратном направлении. Предмет изобретения Устройство для моделирования трубопроводов, состоящее из звеньев, содержащих два усилителя, усилитель-преобразователь, решающий блок и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью моделирования, процессов транспортировки рабочей среды в газопроводах высокого давления, в каждом его звене усилитель-преобразователь с обратной связью по току подключен к токовому выходу первого усилителя, к одному входу которого подключен выход усилителя-преобразователя, а ко второму входу подключен своим выходом решающий блок, входы которого подключены к токовому выходу первого усилителя и к выходу второго усилителя, на который подаются вход и выход звена.