Устройство для моделирования столба газа в трубе

111 476573 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик61) Зависимое от авт. свидетельства22) Заявлено 09,02.73 (21) 1880588/18-24с присоединением заявки32) ПриоритетОпубликовано 05.07,75. Бюллетень25Дата опубликования описания 11.03.76 1) М. Кл, 6 06 ь 7/48 Государственный комитет Совета Министров СССРпо делам изобретений 3) УДК 681.33.5, Саткявичюс, Р, И, Кайрайтис и В. И. Шаулис 1) Заявител аунасский Политехнич и среднего специал(54) УСТРО й СТВО ОДЕЛИРОВАНИЯ СТОЛБА ГАЗАТРУБЕ тх,20 гд жду двумя частка; трубы; ров массхь жд 30 Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может найти применение при исследовании динамики компрессоров и пневматических устройств.Известно устройство для моделирования столба газа в трубе, содержащее электрические цепи по числу моделируемых участков столба газа, каждая из которых состоит из последовательно включенных первого интегратора, второго интегратора, подключенного дополнительным входом к выходу первого интегратора предыдущей электрической цепи, и масштабного блока.Недостатком этого устройства являются узкая область применения.Целью изобретения является расширение области применения устройства.Эта цель достигается тем, что предложенное устройство содержит блок умножения и сумматор, первый вход которого подключен к соответствующему входу устройства, второй - к выходу блока умножения, а выход - ко входу второго интегратора электрической цепи, моделирующей первый участок столба.На чертеже показана схема устройства, Каждая электрическая цепь 1 - п состоит из последовательно включенных первого интегратора 3, второго интегратора 4, подключенного дополнительным входом 5 к выходу первого интегратора предыдущей электричекии институт Министерства высшегоого образования Литовской ССР скои цепи, и масштабного блока 6. Устройство содержит блок умножения 7 и сумматор 8, первый вход которого подключен к соответствующему входу устройства 9, второй вход соединен с выходом 10 блока умножения, а выход 11 присоединен ко входу 5 второго интегратора 4 электрической цепи 1, моделирующей первый участок столба,Устройство работает следующим образом.Моделируется столб газа в трубе, например, между компрессором и рессивером, где конец трубы, входящий в рессивер, считаем открытым, а другой конец закрыт выпускным клапаном компрессора. Столб газа делим на равные по количеству массы газа участки. Считаем, что масса газа каждого участка сконцентрирована в центре участка. Движение центров описывается системой уравнений: гпх, = Р;Я - Р,5,тх= - Р 3Рь Рь " Р,Р - давлениесоседними участками;- масса каждого отдельного уплощадь поперечного сечениях, хх - ускорения центго участка.(3) 25 Зо 40 45 50 Так, как давление между участками в основном является функцией разности перемешений координат центров масс, то приближенно; где хх, - отклонение центра массы каждой части от положения равновесия.При малых амплитудах колебаний можно принять где к - коэффициент пропорциональности.При образовании система уравнений (1) принимает вид тх= Ь (х, - х,) - 2 ЬХ,тх - 1 Ь (х 1 - х) - й (х - х) тхп = - Ь (Хп - Хп - 1) Первое уравнение системы 3 моделируется электрической цепью 1, второе уравнение - электрической цепью 2 и т. д. Причем каждая первая цепь имеет знаки переменных, противоположные каждой второй цепи. На вход интегратора 3 подаются напряжения, пропорциональные давлениям с двух разных сторон одного и того же участка столба газа, На выходе интегратора 3 после интегрирования вырабатывается напряжение, пропорциональное скорости перемещения центра этого участка. Скорость перемещения центра рассматриваемого участка суммируется со скоростью перемещения центра предыдущего участка, считая от закрытого конца трубы, причем эта скорость имеет противоположный знак по сравнению с рассматриваемым участком. Полученная разность скоростей интегрируется интегратором 4, на выходе которого вырабатывается напряжение, пропорциональное разности перемещений центров этих участков, т. е. пропорциональное давлению, которое инвертируется масштабным блоком 6. Из выхода масштабного блока 6 напряжение подается на первый вход интегратора 3 той же цепи и на второй вход интегратора 3 предыдущей электрической цепи,При поступлении газа через конец трубы, примыкающий к компрессору (при наличии массового дебита) масса газа, находящаяся в трубе, начинает двигаться. Координаты положения равновесия центров масс неограниченно увеличиваются пропорционально количеству поступившего газа. Неограниченно увеличивающиеся координаты нельзя моделировать на аналоговой вычислительной машине, и поэтому переходим кновым координатам, которые получены изпервичных координат вычитанием величин,пропорциональных количеству поступившегогаза.Величина пропорциональна количеству поступившего газа определяется уравнением:1, =1 р,а - ,ах,) и,где Й 1, Й 2 - коэффициенты, зависящие отдлины трубы, числа участков и количества/массы каждого участка;х 1 - новая координата;б - массовый дебит.Тогда систему уравнений можно переписать следующим образом:тх=. 1 з(х, - х,) - 2 Ь (х, - ,б - Ф,бх,) Ютх, = Ь(х 1 - х,) - В(х, - х,) (4)тХ й (Хп Хп - 1) где х 1, х 2, х х - новые координаты.Напряжение, пропорциональное скорости поступления газа, вырабатывается сумматором 8, выход 11 которого соединен с входом 5 интегратора 4 первой электрической цепи. На первый вход сумматора 8 со входа устройства 9 подается напряжение, пропорциональное Й 1 б, а на второй вход с выхода 11 блока умножения 7 - напряжение, пропорциональное Ф,бх,. Предмет изобретения Устройство для моделирования столба газа в трубе, содержащее электрические цепи по числу моделируемых участков столба газа, каждая из которых состоит из последовательно включенных первого интегратора, второго интегратора, подключенного дополнительным входом к выходу первого интегратора предыдущей электрической цепи, и масштабного блока, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно содержит блок умножения и сумматор, первый вход которого подключен к соответствующему входу устройства, второй вход соединен с выходом блока умножения, а выход присоединен ко входу второго интегратора электрической цепи, моделирующей последний участок столба.476573 Составитель Р. КайрайтисРедактор Л. Утехина Техред М, Семенов Корректор Т. фисенко ПодписноССР ипографи апунова,.4 Тираж 679го комитета Совета Мпнистроизобретешш и открытийЖ, Раушская паб., д. 4,5