Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы

Союз СоаетсиинСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 898454(51) М. Кл. С 06 С 7/48 с присоединением заявки И Государственный комитет СССР ао делам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 15.01,82, Бюллетень Яв 2 Дата опубликования описания 15 . 01 .82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АГРЕГАТНОГОСОСТОЯНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ПАРОИИДКОСТНОЙСИСТЕМЫ Изобретение относится к аналоговому моделированию и может быть использовано при моделировании тепло- и массообменных процессов в реакторах для сополимеризации нескольких моно- . меров, в тарельчатых, насадочных, разделительных колоннах, в червячных машинах и других аппаратах.Известно устройство для моделирования процесса изменения агрегатного состояния в парожидкостной системе, О содержащее интегратор, сумматор, диод, усилитель и блок деления 1.Однако данное устройство моделирует только одну сторону. этого процесса - кипение жидкости и позволяет15 определить только величину теплового потока на испарение при заданной температуре кипения.Наиболее близким к предлагаемому20 техническим решением является устройство, содержащее интегратор, сумматор, усилитель, блок моделирования величины равновесного давления и 2блок моделирования величины результирующего потока, выход интегратора подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен , блок моделирования величины равновесного давления, выход сумматора подключен к входу усилителя, выход усилителя подключен к первому входу интегратора, ко второму входу которого подключен блок моделирования результирующего потока. Устройство позволяет определить только количество испаренного или сконденсированного вещества при известном давлении паров 21 фНедостатком известного устройства является тс, что оно не позволяет определить состав газовой фазы и температуру кипения (конденсации) парожидкостной системы, т.е. это устройство имеет недостаточную точность моделирования.Цель изобретения - повышение точности моделирования эа счет опреде"пения статических и динамических характеристик процесса изменения агрегатного состояния многокомпонентнойсистемы.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее блокзадания текущих значений давленияв газовой среде, блок задания текущих значений величины суммарной мольной доли в газовой среде, сумматори интегратор, введены три дополнительные сумматора, три блока нелинейности и три блока умножения, при.чем выход блока задания текущих зна"чений величины суммарной мольнойдоли в газовой среде подключен к первому входу сумматора, выход которогосоединен со входом интегратора, выход которого является первым выходомустройства и подключен ко входампервого, второго и третьего блоковнелинейности, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих дополнительных сумматоров, выходы которых подключены к первым входам соответствующих блоков умножения,выходы которых являются соответственно вторым, третьим и четвертым выхьдами устройства и соединены соответственно со вторым, третьим и четвертымвходами сумматора, выход блока задания текущих значений давления вгазовой среде подключен ко вторымвходам дополнительных сумматоров,первый, второй и третий входы устройства соединены соответственно совторыми входами блоков умножения.На чертеже представлена схемаустройства,Устройство содержит блок заданиятекущих значений давления в газовойсреде 1, дополнительные сумматоры 2"4, блоки нелинейности 5-7, блокиумножения 8-10, сумматор 11, блокзадания текущих значений величины.суммарной мольной доли в газовойсреде 12, интегратор 13.Устройство работает следующимобразом.В установившемся состоянии сумматекущих значений мольных долей компонентов равна постоянной величинесуммарной мольной доли компонентовв газовой фазе и напряжение на выходе сумматора 1 равно нулю, На выходе интегратора 13 при этом устанавливается напряжение, имитирующее равновесную температуру в системе приданных условиях, а на выходах блоков10 15 умножения 8-10 - напряжения, имитирующие мольные доли компонентов вгазовой фазе.Предположим, условия изменились,например, увеличилась мольная доляпервого компонента Х и уменьшились мольные доли Хи Х. Соответственно изменились напряжения на входных клеммах и на выходе блоков умножения 8-10. Рановесие напряжений на входе сумматора 11 нарушится, а наего выходе появится напряжение,отличное от нуля. Начнет изменяться напряжение на выходе интегратора 13,блоков нелинейности 5-7, сумматоров 2-4 и блоков умножения 8-9, Изменения в системе будут продолжаться до тех пор, пока напряжение на выходе сумматора 11 не станет равным 20 нулю. При этом на выходах сумматоров2-4 установятся напряжения, соответствующие новым константам фазовогоравновесия, на выходах блоков умножения 8-10 установятся напряжения, со 5 ответствующие новым мольным долямкомпонентов в газовой фазе, а на выходе интегратора 13 - напряжение,соответствующее новой равновеснойтемпературе в системе. Интегратор 13обладает малым временем интегрирования, а при появлении даже чрезвычай"но малого напряжения на выходе сумматора 11 происходит почти мгновенноеизменение равновесной температуры имольных долей компонентов в газовойЭ 5фазе. Равновесие в системе восстанавливается. Аналогично работает устройство и при изменении давления в газовой фазе,Точность характеристик зависит40от величины времени интегрирования,для практических расчетов эта величина должна быть порядка 0,01"0,001 с.Таким образом, предлагаемое устройст во позволяет определит ь статистические и динамические характеристи ки процесса изменения агрегатного состояния много- компонентной парожидкостной системы и имеет ряд преимуществ, заключающихся в том, что оно позволяет получить5 ф значения таких важных параметров процесса, как состав газовой фазы и равновесную температуру в смеси, т.е. повышается точность моделирования.55 Применение предлагаемого устройства позволяет рассчитывать статические и динамические характеристикии оптимальные режимы работы обо89845 Формула изобретения Составитель В.РыбинРедактор В.Бобков Техред М. Надь Корректор Л.Шеньо 1952/67 Тираж 731 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж"35, Подписноекомитета СССи открытийауаская наб ака"Патент", г.ужгород, ул.Проектная лиал рудования при изменении производительности технологической линии илипри изменении физико-механическихсвойств перерабатываемых материалов.Устройство предполагается использоватьпри создании математических моделейуправления в АСУТП установок извлечения гелия из природного газа, установок выделения и сушки полимерныхматериалов и других. Ожидаемый эко Ономический эффект от примененияпредлагаемого устройства может бытьполучен за счет сокращения временипроектирования и наладки АСУТП иза счет повышения производительности 5оборудования,20Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы, содержа щее блок задания текущих значений давления в газовой среде, блок зада- ь .ния текущих значений величины суммарной мольной доли в газовой среде, сумматор и интегратор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены три дополнительных сумматора, три блока нелинейности и три блока 4 6умножения, причем выход блока задания текущих значений величины суммарной мольной доли в газовой средеподключен к пераому входу сумматора,выход которого соединен со входоминтегратора, выход которого является первым выходом устройства и подключен к входам первого, второго итретьего блоков нелинейности, выходыкоторых соединены с первыми входамисоответствующих дополнительных сумматоров, выходы которых подключены кпервым входам соответствующих блоков умножения, выходы которых являются соответственно вторым, третьим,и четвертым выходами устройства исоединены соответственно со вторым,третьим и четвертым входами сумматора, выход блока задания текущихзначений давления в газовой средеподключен к вторым входам дополнительных сумматоров, первый, второйи третий входы устройства соединенысоответственно со вторыми входамиблоков умножения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидегельство СССР11 402020, кл. С 06 С 7/48, 1974.2, Авторское свидетельство СССРИ 45199, кл. С 06 С 7/48, 1975