Устройство для моделирования тепловых процессов с фазовыми переходами

ОП ИСАЙ ИЕИЗОЬЕЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ4656 ЗБ Союз Советски)в Социапистицескик Республик(51) М.Кл. С 06 о 7 48 присоединением заявки М Государственный камитеСовета Министров СССРпа делам изобретенийн открытий 2) Приоритет -53) УДК 681.333(088 Опубликовацо 30.03.75 Бюллетень12Дата опубликования описания 20.11.75М. М. Вайц Ленинградское отделение Всесоюзцог изыскательского и цаучцо-исследовательс им. С. Я. ЖуТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХРОЦЕССОВ С ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ 4) 2 .делируется процесс выделения (поглощецпя) скрытой теплоты, а в режиме масштабпого преобразовация - эффект изменения тепло- физических характеристик исследуемого об ь екта,На фиг, 1 показапа схема предлагаемогоустройства; на фиг. 2 - схема трсхфязцой моделируемой области.Типовой узел устройства содержит блок 10 1 ЛС-сетки (фиг, 1), состоящей из резисторов 2 - 5 и узлового конденсатора 6, причем величина проводимости резисторов 2, 3, и 4, 5 пропорциональна теплопроводности в направлении соответственно коордицятпых осей Х п 15 У (фиг. 2), величина емкости узлового конденсатора 6 - теплосмкости, я также оперяциоццый усилитель 7, соединенный входом через высокоомцый резистор 8 с узловой точкой блока 1 гсС-сетки, а выходом - с выводом коцдепсатора 6. Цепь обратной связи усилителя выполнена из гг (по числу критических температур) параллельных ветвей, Каждая ветвь образована последовятсльным сосдицеиием резистора 9, переменного резистора 10 и диода 11, причем общая точка резисторов 9 и 10 соединена через фиксирующий диод 12 с регулируемым источником 13 цяпряжеция смещения, запирающим диод 12, Второй вывод диода 11 связан с входом дели О теля 14 напряжения, включенного между выИзобретение относится к аналоговым вычислительным машинам, в частности к гсС-сеточным интеграторам, и предназначено длямоделирования тепловых процессов с фазовыми переходами.Для решеция задач указанного типа известцы устройства, содержащие блоки гсС-сетки, блоки граничных и начальных условий,регистрирующие блоки и интеграторы открытой теплоты, выполненные ца базе операциоцпых усилителей, подключеццых к узловымточкам гсС-сетки,Цель изобретения - повышение точностии быстродействия устройства,Это достигается тем, что цепь обратнойсвязи операционного усилителя, входящегов состав интегратора скрытой теплоты и соединецого входом через высокоомцый резистор с узловой точкой гсС-сетки, а выходом -со свободным выводом узлового коцдецсаторасетки, образована гг (по числу критическихтемператур) параллельными ветвями. Каждаяиз цих содержит диодцо-резисторцыс ограничительные схемы и формирует требуемую передаточную функцию, обеспечивающую автоматический перевод усилителя из режима масштабного звена в режим интегрирующегозвена и обратно ца соответствующем интервале значений выходного напряжения усилителя, При этом в режиме интегрирования моордена Ленина проектноого института Гидропроекта5 10 15 20 25 30 35 40 45 3ходом усилителя 7 и источником 15 цапряжения, запирающим диод 11. Одна общая точка ветвей, образованная выводами резисторов 9, соединена с входом операционного усилителя 7, а другая общая точка, образованная входами делителей 14 напряжения подключена к выходу усилителя, Полярность напряжения источников 13 и 15 относительно шины нулевого потенциала устройства различна.Устройство работает следующим образом, Регулированием делителей 14 напряжения и источников 13 напряжения смещения пороги отпирания диодов 11 и 12 устанавливаются таким образом, чтобы сначала происходило отпирание диода 11 первой ветви, затем - отпирание фиксирующего диода 12 этой же ветви, далее - диода 11 второй ветви с последующим отпиранием фиксирующего диода 12 этой же ветви и т. д.Состояние схемы, когда открыт лишь диод 11 первой ветви, соответствует нахождению исследуемого обьекта в первой фазовой зоне. Током через высокоомпый резистор 8 по сравнению с током через резисторы ЯС-сетки можно пренебречь,Когда значение узлового напряжения соответствует значению первой критической температуры, происходит отпирание фиксирующего диода 12 первой встви, Цепь обратной связи усилителя замыкается через узловой конденсатор б, и усилитель переводится в режим интегрирующего звена, При этом моделируется эффект выделения (поглощения) скрытой теплоты фазового перехода, Значение напряжения источника 18 устанавливают таким образом, чтобы величина узлового напряжения 1, при которой отпирается фиксирующий диод 12, соответствовала критической температуре, а рсгулированием делителей напряжения добиваются нужных пределов интегрирования.По достижении выходным напряжением усилителя значения, при котором отпирается диод 11 второй ветви, цепь обратной связи замыкается через диод 11 и рсзисторы 9 и 10 4второй ветви, При этом усилитель переводится в режим масштабного звена и моделируются тепловые процессы в новом фазовом состоянии.При значении узлового напряжения Уо, соответствующем следующей критической температуре, отпирается фиксирующий диод 12 второй ветви, и цепь обратной связи замыкается через узловой конденсатор б, переводя усилитель в режим интегрирующего звена.По достижении выходным напряжением усилителя значения, при котором отпирается диод 11 трстьей ветви, усилитель вновь переводится в режим масштабного звена и моделируется третье фазовое состояние объекта ит,д,Аналогично производится моделирование в двух и трехмерной постановке задачи. Предмет изобретения Устройство для моделирования тепловых процессов с фазовыми переходами, содержащее ЯС-сетку, источники напряжения, диоды, постоянные и переменные резисторы, делители напряжения, операционный усилитель, вход которого через высокоомцый резистор подключен к узлу РС-сетки, а выход подключен к выходу узлового конденсатора ЯС-сетки, отличаощееея тем, что, с целью повышения точности и увеличения быстродействия устройства, в цем цепь обратной связи операционного усилителя выполнена из параллельных ветвей, каждая из которых образована из последовательно соединенных постоянного резистора, переменного резистора и первого диода, катод которого подключен к входу делителя напряжения, первый вход которого подключен к первому источнику напряжения, а второй вход соединен с выходом операционного усилителя, вход которого сосдицец с постоянным резистором, соединенным с катодом второго диода, анод которого подключен к второму источнику напряжения,465635 Фи 5.я Фозооая до я оаго 8 ая зон 7. я дазо 8 ая зано11 1 Составитель Е. Тимохинедактор И, Грузова Техред Т, Миронова орректор Л. Орл Заказ 4900ЦНИИ Подписно в СССР КОТ, Загорский фили Изд. М 1328 Государственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, РаушскаяТираж 679 Совета Мини открытий наб., д. 4/5