Устройство для расчета газодинами-ческих процессов b системе цилиндркомпрессора-трубопровод

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Г 17 О 3/00 Государственный комите СССР но делам изобретений и открытий.001.5721088.8) Дата опубликования описания 23. 05. Ф(72) Авторы изобретени В. А. Козлов,1 ессерман и Т.Н. Рех Знамениомышленности Московский ордена Трудового Красно институт нефтехимической и газовойим. И.М. Губкина(71) Заявите 154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСЧЕТА ГАЗОДИНАМИЧЕСК ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ЦИЛИНДР КОМПРЕССОРА - ТРУБОПРОВОД апан плот Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к области трубопроводного транспорта газа и жидкости, и может быть использовано для расчета газодинамических процессов в системах цилиндр компрессора - трубопровод.Известно устройство для расчета газодинамических процессов в системе цилиндр компрессора - трубопровод, содержащее электрическую модель газодинамических процессов в цилиндре компрессора, состоящую из источника переменного напряжения конденсатора постоянной емкости и модели клапанов 1 всасывания и нагнетания, состоящее из диодов и последовательно включенных с ними нелинейных сопротивлений и электрическую модель пульсирующего потока газа в трубопроводе, 2 состоящую иэ ряда соединенных последовательно П-образных четырехполюсников. Конденсатор в известном устройстве включен в цепь обратной связи соединенных последоъательно 2 блоков нелинейности, умножения и суммирования. Параллельно с диодами, между общей точкой диодов и выходов блока суммирования, включены постоянные сопротивления, моделирующие 3 утечки газа из цилиндра через клпоршневые кольца и сальниковье унения 1Недостатком известного устройстваявляется то, что оно не учитываетинерционность действия клапанов, чтоснимает точность расчета газодинамических параметров системы,Цель изобретения - повышение точности расчета газодинамических параметров системы за счет учета инерционности клапанов.Поставленная цель достигаетсятем, что модель каждого клаганавключает в себя последовательно соединенные первый инвертор, первыйблок суммирования, функциональныйпреобразователь управляемое сопротивление), блок умножения, второй блоксуммирования, второй инвертор,усилитель и включенный параллельнофункциональному преобразователю иблоку умножения третий инвертор,подсоединенный ко второму входу второго блока суммирования, а такжепоследовательно соединенные блокдвойного интегрирования, ограничитель максимального и минимальногозначения напряжения и третий блоксуммирования, причем первый выходусилителя соединен с входом первогоинвертора через резистор цепи обратной связи, второй выход усилителя -со вторым входом первогоблока суммирования, первый входтретьего блока суммирования соединенсо вторым выходом .блока умножения,.второй вход - с выходом третьегоинвертора, третий - с источникомпостоянного напряжения, а выход -со входом блока двойного интегрирования.На фиг. 1 представлена общая схема устройства, на фиг. 2 - схема мо. -дели всасывающего нагнетательного)клапана.Устройство включает электрическуюмодель цилиндра компрессора, состоящую из источника 1 переменного напряжения, резисторов 2 и 3, конденсатора 4, блока Н нелинейности,блоков б и 7 умножения исуммирования,резистора 8, электрических моделейвсасывающего 9 и нагнетательного10 трубопроводов, к которым подключены источники 11 и 12 постоянногонапряженияэлектрические моделивсасывающего 13 и нагнетательного14 клапанов,Модель каждого клапана (всасывающего или нагнетательного) включаетпоследовательно, соединенные первыйинвертор 1 Н, первый блок 16 суммирования, функциональный преобразователь 17, блок 18 умножения, второйблок 19 суммирования, второй инвертор 20, усилитель 21 и включенныйпараллельно функциональному,преобразователю 17 и блоку 18 умножениятретий инвер.ор 22, подсоединенныйко второму входу второго блока 19суммирования.Первый выход усилителя 21 соединен с входом первого инвертора1 Н через резистор 23 цепи обратнойсвязи, а второй выход - со вторымвходом первого блока 16 суммирования,Модель клапана включает также последовательно соединенные между собой блок 24 двойного интегрирова- ния, ограничитель 2 Н максимального и минимального значения напряжения и третий блок 26 суммирования, второй вход которого соединен с выходом третьего инвертора 22, первый входсо вторым входом блока 18 умножения, третий - с источником постоянного напряжения, а выход - со входом двойного интегрирования 24.Устройство работает следующим ОбразомНапряжение с модели цилиндра 1-8 подается на вход инвертора 1 Н, где инвертируется и подается на суммирующий блок 16. В блоке 16 напряжение суммируется с напряжением второго выхода усилителя 21. Напряжение с выхода блока 16 подается на функциональный преобразователь 17 и инвертор 22.Выходное напряжение с блока 17поступает на блок 18 умножения,гдеоно перемножается с выходным напряжением ограничителя 2 Н и поступаетна суммирующий блок 19. В этом блокеоно суммируется с выходным напряжением инвертора 22, инвертируется вблоке 20 и усиливается в усилителе21С первого выхода усилителя 21по цепи обратной связи через резистор 23 выходное напряжение воздействует на вход инвертора 1 Н.Выходное напряжение инвартора 22 такжепоступает в блок 26 суммирования,где суммируется с выходным напряжением ограничителя 2 Н.Выходное напряжение блока 26 пос 20 тупает на блок 24 двойного интегрирования, а затем - на ограничитель2 Н, Напряжение со второго выходаусилителя 21 подается на модель10 и 12 нагнетательного или всасы 25 вающего 9 и 11 трубопровода).Модели цилиндра компрессора,трубопроводов и модели клапанов,учитывающих массу тарелки клапанов,жесткость и усилия начальной затяжки пружины, совместно решают уравнения движения газа между трубопроводом и цилиндром, уравнение движения элементов клапанного механизмапод действием пульсирующего потокаи уравнения для расхода газа черезклапан при перемещении тарелкиклапана с учетом пульсирующего потока.,Таким образоммодель клапана впредлагаемом устройстве воспроизводитне только его вентильные функциии нелинейное изменяющееся сопротивление потоку, но также инерцию тарелки клапана, упругость.его пружины,характеристики движенйя тарелки45 перемещение, скорость, ускорение),влияние на них скорости и давления потока, влияние характеристикдвижения тарелки клапана на скоростьпотока, а также изменяющийся массо 5 О вый расход газа через клапан в процессе движения его тарелки от одного крайнего полбжения к другому.Следовательно, нелинейное сопротивление модели не только изменяет 55 ся В функции величины скОрОсти пОтока, но и управляется положениемтарелки клапана при ее движении,что повышает точность расчета газодинамических процессов в системецилиндр компрессора - трубопровод.60Формула изобретенияУстройство для расчета газодинамических процессов в системе цилиндр832244 Составитель Р. Стариковактор Т. Киселева Техред М. Коштура Корректор Ю. Макаренко Тираж 549 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений И открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аказ 3151/28 ППП "Патент",Ужгород, ул. Проектная,компрессора - трубопровод, состоящееиз электрических моделей цилиндракомпрессора, всасывающего и нагнетательного трубопроводов, а такжеэлектрических моделей всасывающегои нагнетательного клапанов, включающих диоды и последовательно соединенные с ними нелинейные сопротивления, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точностирасчета за счет учета инерционностиклапанов, модель каждого клапанавключает последовательно соединенныепервый инвертор, первый блок суммирования, функциональный преобразбватель, блок умножения, второй блоксуммйрования, второй инвертор, усилитель и включенный параллельнофункциональному преобразователю иблоку умножения третий инвертор,подсоединенный ко второму входу второго блока суммирования, а такжепоследовательно соединенные блокдвоичного интегрирования, ограничительмаксимального и минимального значения напряжения, и третий блок суммирования, причем первый выход усилителя соединен с входом первого инвертора через резистор цепи обратнойсвязи, второй выход усилителясо вторым входом первого блока сумми-рования, первый вход третьего блокасуммирования соединен со вторым входом блока умножения, второй вход -с выходом третьего инвертора,третий - с источником постоянного напряжения, а выход - со входом блока 15 двоичного интегрирования.Иточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 314965, кл. Г "7 О 3/00, 1970.