Устройство для моделирования участка сети трубопроводов

мтеи ОП ИА-Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 34 Ю 50 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-Заявлено 29.Ч 11,1970 ( 1458025/18-24) М. Кл. 6 06 д 7/56 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 05.Ч 1.1972. Бюллетень18Дата опубликования описания 26.Ч 1,1972 Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров СССРУДК 681.333(088.8) Авторизобретения 1 О. А. Братанов Заявитель Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УЧАСТКА СЕТИ ТРУБОПРОВОДОВ(Р) О Л(Р) Р Р ЛР =Р; - Р,30 Изобретение относится к аналоговой вычислительной техникс,Известны устройства,для электрического моделирования газовых, вентиляционных и гидравлических сетей (электрические модели), содержащие в качестве электрических аналогов электронные лампы (пентоды) или дио,дные фун:кциональные преобразователи, сопротивление которых увеличивается по,соответствующему закону с ростом приложепного к ним напряжения.Однако этан модели (активные двухполюсники) громоздки и сложны, так нак для них вужны автономные стабилизированные источники опорных напряжений. Предлагаемая модель не т 1 ребует опортных напряжений (пассивный,двухполюсник), и при этом по точности воспроизводимой нелинейности и перекрытию по коэффициенту нелинейности не уступает известным устройствам. Кроме того, компактность ы простота схемы устройстра позволит их комбинировать в последовательно параллельные группы, что может эна сителыно расширить их возможности по перекрытию коэффициента нелнпейности.В предлагаемой модели,для исключения автономных стабилизированных источников опорных напряжений, упрощения схемы и уменьшения габаритов применяют составной транзистор (схема, Дарлингтона), на вход которого через сопротивления обратной связи включен составной диод (диод, состоящий в общем из одного-трех разнотппных полупроводниковых диодов) с соответствующим об разом,деформирован 1 ной вольтамперной характерностикой. Необходимая температурная стабильность воспроизводимой нелинейности обеспечивается, с одной стороны, с помощью сопротивлесчия, включенного в цепь эмиттера 10 составного транзистора, и с другой стороны - с помощью составного диодаДля более эффективной температурнойстабилизации и,для устранения возможного появления гистерезионой петли, которая яв ляется следствием значи тельной р азвицымежду температурой окружающей среды и температурой тела тр анзистор а, устройство следует, выполнить так, чтобы обеспечить максимальный температурный контакт исж ду корпусами составного диода и транзистора.Раслределение жидкости и газа в пронзводствевных сетях в общем случае опредсляется системой уравнений вида:25где ЬР; - потеря 1 давления на Е-ном уча,- стке сети;к; - коэффициент сопротивления Е-гоучастка сети;Я, - р асход жидкости или таза наяном участке сети;т; и а; - ,показатели степени, зависящиеот физических свойств жидкости или газашероховатостистенок трубопровода и режимадвижения жидкости (газа);- номер участка сети;- номер узла сети;Р; - давление в 1-но.м узле сети;Р;+1 - давление в 1+1-ом узле;,на -ном участке.В системе уравне 1 ний (1) первое урав 1 нение представляет собой заколи сопротивления при д 1 вижении жидкостей или газов по трубопроводам, второе уравнение - хара 1 ктеристику источника разности давления, третье усло; вие - неразрывность потомака для узла сети и чепвертое - закон однозначности напора в точке заминутого контура сети.В электрической модели рассч.тываемой сети распределение сил тока и напряжений должно определяться системой уравнений (2) аналогичной,системе уравнений (1)ЛЬ,=Р,г" . Ы,=У,(1)1,=О Л,=О;У - У. - г 1+(2)где ЛУ; - наведение напряжения на 1-омучастае модели;1; - сила тока в с-ом участке модели;Я; - коэффициент сопротивленияЬго участ 1 ка;и; - показатель степенв;1 - номер учасгка модели;1 - ,номер узла модели;У;+ и У, - электрические потенциалы вузлах модели;1; - фуцкция аналогичная характеристике истории,ка нату,ры,В системе уравнешний (2) первое уравнение 1 представляет собой, закон сопротивления при протекании тока по элементу,:моделирующему трубопровод, второе - вольтамперную хар актеристику электрического источника разности давлений; третье - первый закон Киркгофа для узла электричесиой цепи; четвертое - второй закои Киркгофа.Между гидравлическими величинами должны существовать зависимости(Р) лг - тЯ;=т 1;К;= тЯ;, (3) 5где тр, т, т - масштабяые коэффициенты.Масштабные коэффициенты связаны междусобой соотношениемтр -- т,тт 110 Таким образом, сопоставив по только что изложенным правилам электрическую модель изучаемой газовой (гидравлической) сети и измеряя на сети электрические величины, можно потом по формулам (3) определить 15 иинтересующие нас величины с натуры.На чертеже показана схема, йредназначенная для моделей, работающих на постояниом токе.Она состоит,из состав 1 ного, транзистора Т 20 Т на вход которого через резисторы Я, и% обратной связи,включен составной диод с соответствующим образом деформированной вольтамперной характеристикой входного вьппрямителя В (в соответствии с уравне нием И=К,Ъ=для области, Пде, коэффициент усиления,по току составного транзистора постоянный, но посколыку в рабочей области,несколько изменяется, то при наладке потребуется учесть этот факт).30 С помощыо зажимов а, а схема 1 включается в общую электрическую модель газовой сети. Полученный двухполюоник,служкт сопротивлением, величина которого автоматически изменяется в зависимости ог напряже вия на зажимах а, а таким образом, что,обеспечивается получение требуемой вольтамперной характеристики вида У=К 1 ф.Изменение коэффициента сопротивленияА - схемы осуществляется резисторами Яз, 40 Р 4 ИР 2Из предлагаемых элементов (электрических моделей участкой) можно собрать электрическую;модель любой вентиляционной, газовой или гидравлической сети.45Предмет изобретенияУстройство для моделирования участка се,- ти,трубопроводов для транспортировки текучих 1 сред, содержащее составной пранзистор, 50 мостиковый вы 1 прямитель и переменные резисторы, отличающееся тем, что, с, целью упрощения устройства и повышения его надежности, а также уменьшения его габаритов, оно вьпполнено в виде электрической схемы 55 пассивного двухполюсника с составным диодом, в котором на в)ход составного транзистора через резисторы обратной связи включен составной диод.341050 а Составитель Е. Тимохина Редактор Е. Гончар Техред Т, Ускова Корректор Л. Бадылама Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1928/17 Изд.810 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5