Устройство для моделирования теплообменного аппарата

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5 Заявлено 29.0 с присоединен вки ем осударственныи камнтеСовета Мннистрав СССРпа делам нзааретенийн открытий 3)Приоритетпубликовано 25,04 681. 33 (088.8 5. Бюлл а опубликован 28.05.7(72) Автор изобретения А, В. Богословск Институт автомати Заявитель ОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТ ТРОИСТВО 5 Из гово й быть мичес обменмиро ствий лиро обретение о вычислител использован ких процесс никах, с целвания оптима или выборавания ы ре Известно устройство для моделирования теплообменника, основанное на представлении объекта рядом последовательно включенных звеньев, каждое из которых содержит интегратор; дна: устройства умножения и большое число сумматоров и устройств умножения на постоянный, коэффициент. Для обеспечения достаточнойточности модели-, рования динамики процесса теплообменник должен быть представлен устройством с большим числом звеньев. Увеличение числа О звеньев приводит к значительному усложнению устройства. Особо следует подчеркнуть наличие в каждом звене двух устройств умножения, являющихся достаточно сложными операционными устройствами, 25 нала в частоту силители 3 и 4 ми; циклическиенденсаторами;ических сигнаючается электр альный расходуБлок 1 пре- опорциональную Импульсь да блока 1 по- вход циклическоический переносится к области аналоной техники, Оно можетдля моделирования динав, происходящих в теплою автоматического форьных управляющих воздейпараметров систем гут2Цель изобретения - расширить областы применения устройства.Это достигается за счет использования циклических переключателей, управляемых импульсами, поступающими с частотой, пропорциональной расходу теплоносителя.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства для моделирования теплообменного аппарата,Устройство содержит преобразователи 1 и 2 электрического сигимпульсов; операционные усо. вспомогательными цепяпереключатели 5 и 6 с коповторитенИ 7 и 8 электрлов и КС-. модель 9 участка теплообменника. К входу блока 1 подклческий сигнал, пропорционпервого теплоносителя Яобразует сигнал Я 1 в прему частоту импульсовс частотой 1 О, с выхоступают на управляющийго переключателя 5. Цикл3ключатель 5 может находиться в одномиз ОЪ +2)состояний. В начальном состоянии выходы переключателя о исоединены один с другим. Под действиемодного управляюшего импульса выходыциклического переключателя 5 переключаются по отношению к выходам 5 начодин шин шаг в направлении движения часовоистрелки, Каждый последуюший управлявший импульс вызывает дополнительноесмешение на один шаг,На вход блока 3 подается сигнал Т,пропорциональный температуре первого теплоносителя на входе теплообменного аппарата. Блок 3 представляет собою операционный усилитель, обеспечивающий быструю установку на конденсаторах, входяших в блок5, напряжения, равного входному сигналу Т,Совершенно аналогично построен каналдля второго теплоносителя, Сигнал, пропорциональный расходу второго теплоносителя Ц 2, подается на вход блока 2, Импульсы с частотой, пропорциональной Яс выхода 2 поступают на управляюший входвторого циклического переключателя 6,На вход блока 4 подается сигнал Тпропорциональный температуре второго носителя, К выходами 8первого ивторого циклического переключателей присоединена ЙС -модель участка разделительной перегородкой,Модель 9 может быть выполнена с тойже или иной степенью детализации. Она,например, может учитывать продольную теплопроводность и в случае необходимости состоять из нескольких звеньев. Продольная теплопроводность учитывается при помощи проводимостей 10, Теплоемкость разделительной перегородки - ири помоши конденсаторов 11. Тепловые потери- ири иолоции проводимостей 12, теилоироводиость перегородки в направлении, перпендикулярном к движению теплоносителя, - ироводимостялгп 13. Для вывода информации о температурах иервог и второго теплоносителя к входа.л 5 и бирис,единены блоки 7++1и 8, 5 й:,и ; и 8 представляют сОбОЙ иО- вта; и ли электрических сигналов с ничтОжио малым потреблением иа входе.Дия моделирования иротивоточного теидообменника блок 3 должен быть ирисоединен к аходу 5+4, блок 7 - к од,+ному из выходов 5 , а наиравлеиие переключения циклического переключателя 5 .должно быть изменено на обратное. При помоши блоков 7, 8 или -"налогичных им может быть получена информация о температуре в любой промежуточной точке теплообменника, Для этого вход повтори теля эпектрических сигналов должен бытьприсоединен к соответствуюшей точке первого или второго циклического переключателя.Устройство дает возможность модели ровать подвод или отвод тепла из промежуточной точки теплообменника. Для этого к соответствующей точке циклическогопереключателя должен быть подключен ис -точник тока, величина которого пропорцио нальна тепловому потоку, а знак определяет направление.Работает устройство следующим образо.В момент, когда очередной конденсаторциклического переключателя 5 присоединяется к блоку 3, он заряжается до напряжения, пропорционального начальной температуре первого теплоносителяПри поступлении со входа блока 1 очередного импульса конденсатор, заряженный 25до напряжения, пропорционального Тпереключается на вход модели 9 участкатеплообменника, включенной между выходами 5 . и 6 , За время, пока конден 130сатор остается подключенным к модели 9,между ним и конденсатором, входяшим вблок 9, будет протекать уравнительный ток,пропорциональный проводимости 13 и разности напряжений конденсаторов. Зтоф токмоделирует тепловой поток между первым ЗЬтеплоносителем и стенкой теплообменникана первом участке.При поступлении с выхода блока 1 оче-.редного импульса конденсатор переключает ся на модель 9, включенную на один изследуюших выходов 5 -. Напряжение на конденсаторе уже не равно начальному, так как за счет уравнительного тока часть заряда передается конденсатору, ф входящему в блок 9.Совершенно аналогично происходит работа второго канала. Здесь переключение циклического переключателя 6 происходит с частотой, пропорциональной расходу второго теплоносителя, а конденсаторы заряжаются до напряжения, пропорционального температуре второго теплоносителя на входе теплообмеиника.Предмет изобретенияУстройство для моделирования теплообменного аппарата, содержашее 11 ЙС468261 2 М 2 1 1 Н Редактор хред Корректор Л.Казачкова З,Тарасов тенин Заказ 2.2 Ъ 2 Изд, М 5( Тираж 679 Поднис НИИ 11 Иосударствениого комитета Совета Министрпо делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 нт, Москва, Г, Бережковская иаб., 24 приятие моделей участков теплообменника, пре образователи напряжения в частоту импульсов, операционные усилители и повторители злектрических сигналов, о л и ч аю ш е е с я тем, что, с. целью расширения области применения, оно содержит два циклических переключателя, управляющие входы которых соединены с выходами соответствующих преобразователей напряжения в частоту импульсов, и две группыиз (11+2) конденсаторов, одни из обкладок которых присоединены к шине нулевого потенциала, а другие подключены черезконтакты соответствуюших переключателей к выходам операционных усилителей,к внешним выводам - моделей участковтеплообменника и ко входам повторителейэлектрических сигналов,