Устройство для моделирования аэродинамических процессов в шахтах

/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 8-24 26П Бюл.еня,ов го дела СО АН ССвидетельство СССС 7/48, 1968.идетельство:СССРС 7/48, 1977 (пр гор8) кое С 0 кое с С 0(54)(57) УСТРОЙСТВО АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРО содержащее стабилизи напряжения, модель в сети, выполненную в последовательно соед полюсников, тиристо ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЕССОВ В ШАХТАХ, ованный источник нтиляционной иде цепочки ненных четырехный ключ и первый роса г УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИодновибратор, выход стабилизированного источника напряжения соединен свходом тиристорного ключа, управляющий вход которого подключен к выходупервого одновибратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, онодополнительно содержит последовательно соединенные дифференцирующий элемент, второй одновибратор и модельформирователя выброса газа, выполненную в виде управляемого формирователяэкспоненциального напряжения, входопорного напряжения которого соединен с выходом тиристорного ключа,г выход подключен к входу первогочетырехполюсника модели вентиляционной сети, а выходом устройства является выход модели формирователя выб10 1 1103Изобретение относится к аналоговойвычислительной технике и может быть использовано при исследовании вентиляционных режимов шахт в условияхвнезапного выброса угля, породы игаза,Известно устройство для моделирования аэродинамических и-оцессовв шахтах содержащее стабилизированный источник ЭДС и цепочку изпоследовательно соединенных четырехполюсников Г" 3.Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности, так какне позволяет формировать фронты импульса напряжения, подаваемого нанагрузку,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для моделированияаэродинамических процессов в шахтах,которое содержит стабилизированныйисточник ЭДС, ручной переключательуровня выходного напряжения, подключенный к выходу тиристорного ключа,управляющий вход которого подключенк выходу одновибратора. При этомвыход тиристорного ключа через формирователь импульса тока подключенк цепочке последовательно соединенныхчетырехполюсников 2.Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечиваетзаданной крутизны заднего фронта импульса напряжения на входе нагрузки,аналогичной временным характеристи 35кам давления в зоне выброса газав шахтах. Следовательно, форма импульсов тока на нагрузке (четырехполюснике) не соответствует реальнымрасходным характеристикам газа привыбросе, потому что процесс разрядаемкости на нагрузку является нерегулируемым, так как нельзя точно определить входное сопротивление нагрузки, поскольку оно является нелинейным и зависит от режима работы,Цель изобретения - повышение точности моделирования аэродинамическихпроцессов в шахтах. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее стабилизированный источник напряже- ния, модель вентиляционной сети, выполненную в виде цепочки последовательно соединенных четырехполюсников,55 тиристорный ключ и первый одновибраГтор, выход стабилизированного источника напряжения соединен с входом 257 2 тиристорного ключа, управляющий входкоторого подключен к выходу первогоодновибратора, введены последовательно соединенные дифференцирующийэлемент, второй одновибратор и модельформирователя выброса газа, выполненная в виде управляемого формирователя экспоненциального напряжения,вход опорного напряжения которогосоединен с выходом тиристорного ключа, а выход подключен к входу первого четырехполюсника модели вентиляционной сети, а выходом устройстваявляется выход модели формирователявыброса газа.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из стабилизированного источника 1 напряжения,тиристорного ключа 2, управляющийэлектрод которого соединен с выходомпервого одновибратора 3, модели 4формирователя выброса газа, выполненной на тиристоре 5 и переменном сопротивлении 6, служащем совместно спеременным сопротивлением 7 и конденсатором 8 для задания крутизны переднего и заднего фронтов импульса напряжения. Режим работы тиристорного ключа 5 определяется длительностьюимпульса, вырабатываемого вторым одновибратором 9. Модель 4 содержиттакже диод 10, Одновибратор 9 запускается дифференцирующим элементом 11, подключенным к выходу первого одновибратора 3. Электрическая модель вентиляционной сети представляет собой четырехполюсники 12, собранные на линейных сопротивлениях, обмотках индуктивности и конденсаторах.Моделирование выброса газа производится путем формирования на входе нагрузки импульса напряжения, имеющего форму, аналогичную временным характеристикам давления в зоне выброса.Запуск устройства осуществляется одновибратором 3, вырабатывающим импульс длительностью Т Этот импульс открывает тиристорный ключ 2, работающий на нижнем участке характеристики (в режиме переключателя), в результате чего напряжение от источника 1 подается.на модель 4 формирователя выброса газа. Емкость 8 начинает заряжаться от источника 1 по экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой как произведение величин сопротивления 7 иСоставитель В. ФукаловРедактор Л. Алексеенко Техред Т.Дубинчак Корректор,А. Тяско Заказ 5030/38 Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1103 емкости 8. Заряд емкости 8 продолжается в течение времени Т, пока открыт тиристорный ключ 2, до величины напряжения источника 1.Дифференцирующий элемент 11 выделяет фронты импульса первого одновибратора. При этом задним фронтом импульса одновибратора 3 запускается одновибратор 9, вырабатывающий импульс длительностью Т . Этот импульс 1 О2открывает тиристорный ключ 5, работающий в режиме малых токов (режим переключателя). Если сопротивление 6 гораздо меньше входного сопротивления нагрузки, то емкость 8 начинает 15 разряжаться через сопротивление 6 по закону экспоненты с постоянной . времени, определяемой произведением величины сопротивления 6 и емкости 8, После окончания импульса дополни тельного одновибратора тиристор 5 257 4закрывается и схема приходит в исходное состояние.В результате, на входе нагрузки формируется импульс напряжения трапе-цеидальной формы с раздельно регулируемыми передним и задним фронтамии длительностью Т = Т + Т1 гФорма импульса напряжения аналогична форме импульса давления в зоневыброса,. а форма импульса тока навходе нагрузки соответствует временным расходным характеристикам газапри выбросе и зависит от комплексноговходного сопротивления нагрузки.Таким образом, применение устройства позволяет повысить точность моделирования напорных и расходных характеристик газа в зоне выброса, а следовательно, и точность анализа вентиляционных систем шахт в условиях внезапных выбросов газа.