Устройство для решения задач теплои массопередачи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 12 7/ в 4 С ОС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 3 ТВО ДЛЯ РЕ СОПЕРЕДАЧИ ение относ ельной тех овано для(54) УСТРОЙ ТЕПЛО- И МА (57) Изобре вой вычисли быть исполь ся к аналогоке и можеттематическодово ский Я,Сл АРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 15.05,86. Бюл. У 18Ц 1) Сибирский ордена Тру го Красного Знамени металлургиче институт им, Серго Орджоникидзе (72) В.П.Цымбал, В.Н.Буинцев и С.Н.Калашников(56) Тетельбаум И.М., Тетельбаум И. Модели прямой аналогии, М.: Наука, 1975, с. 205.Урмаев А.С. Основы моделирования на аналоговых вычислительных машинах. М.: Наука, 1978, с. 138. го моделирования процессов тепло- имассопередачи. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройствосодержит суммирующие интеграторы,блоки задания начальных условий, блоки граничных условий, два коммутатора, инвертор, дополнительный суммирующий интегратор, блок регистрации,Процесс моделирования представляетсобой решение краевой задачи, например нагревание нли охлаждение толстой однородной стенки большой площади, имеющей всюду одинаковую толщину. Устройство реализует математические уравнения, описывающие скоростьизменения температуры и концентрациивещества тела, 1 ил,1231 лирования процесса тепло- или массопередачи, За один цикл работы коммутатора 5, б происходит опрос входныхсигналов с первого (р у коммутатора5 и Ч у коммутатора 6) по последний 5( Ч, у коммутатора 5 и ч у коммутаУтора 6). Длительность одного циклаработы коммутаторов 5, 6 и интегратора 8 принимается очень малой посравнению со временем работы интегра1, 1 ,, 1, напрер,меньше на четыре порядка. Поэтомунапряжения на выходах коммутаторов5, 6, а значит, и на информационныхвходах интегратора 8 можно считать 15практически постоянными в течениеодного цикла работы коммутаторов 5,6.КоэфФициенты 1" у передачи по информационным входач интегратора 8одинаковы и равны, например, 100 20при времени опроса одного входногосигнала ксммутаторов 5, 6, равном0,01 с. Напряжение на выходе интегратора 8 в начале каждого цикла работы равно м (начальное условие). 25Во время опроса первых входных сигналов коммутаторов 5, 6 на первыйинформационный вход интегратора 8 свыхода коммутатора 5 через инвертор7 поступает напряжение (- У), а на 0второй информационный вход интегратора 8 с выхода коммутатора б поступает напряжение Ч . Напряжение Ч,1формирующееся на выходе интегратора8, изменяется в зависимости от времени 1 от значе.:ия Ч до значения1ч по линейному закону, напримерЧ: Е+ОО 1 Ч,-,)1 при времени опроса одного входного сигнала коммутаторов 5, 6, равном 0,01 с.После этого происходит опрос вторых входных сигналов коммутаторов 5, 6, во время которого на первый 45 информационный вход интегратора 8 с выхода коммутатора 5 через инвертор 7 поступает напряжение (- М ), а на второй информационный вход интегратора 8 с выхода коммутатора б посту пает напряжение Ч , Напряжение Ч формирующееся на выходе интегратора 8, изменяется от значения М, до значения Ч по линейному закону, аналОгичному закону (4/, и таад)е Во д время опроса последних входных сигналов коммутаторов 5, б на первый информационный вход интегратора 8 с 521 4выхода коммутатора 5 через инвертор7 поступает напряжение (-Ч ), а навторой информационный вход интегратора 8 с выхода коммутатора б поступает напряжение У , Напряжение Чгформирующееся на выходе интегратора8, изменяется от значения Ч, дозначения М по линейному закону,ганалогичному закону (4), Блок 9 работает в режиме периодизации развертки, причем период равен длительности одного цикла работы коммутаторов 5, 6 и интегратора 8. Изображение на экране электронно-лучевойтрубки представляет собой линию, составленную из отрезков прямых. Наклонкаждого отрезка определяется величиной, соответствующей разности напряжений, интегрируемой с помощью интегратора 8. Эта линия аппроксимируетграфик зависимости температуры иликонцентрации вещества от пространственной переменной 1 в момент времениФВ качестве 1 можно принять время начала очередного, циклически повторяющегося опроса всех входных сигналов коммутаторов 5 и 6, воспользовавшись тем, что время опроса всехвходных сигналов коммутаторов оченьмало по сравнению со всем временеммоделирования процесса тепло- и массопередачи, в связи с этим изображение можно получать, не останавливаяработуинтеграторов 1, 1 , , 1.Во время следующего опроса входныхсигналов коммутаторов 5, 6 иэображение на экране электронно-лучевогоиндикатора представляет собой новуюлинию, что соответствует протекающему во времени процессу тепло- илимессопередачи, Используя электроннолучевой индикатор с достаточно длительным послесвечением экрана электронно-лучевой трубки, можно получатьизображение, представляющее собой семейство таких линий,Формула изобретения Устройство для решения задач тепло- и массопередачи, содержащее и основных суммирующих интеграторов,блоков задания начальных условий, выход каждого из которых подключен к входу задания начальных условий соответствующего основного суммирующего интегратора, выход каждого из которых соединен со своим первым входом, второй вход каждого из основ1231521 оставитель В.Рыбинехред.Л.Олейник Корректор Г.Решетни Редактор М.Келемеш аказ 2 б 53 53 Тираж ВНИИПИ Государс по делам иэо 035, Москва Ж одписнота СССРытий венного ко ретении и от 5, Раушская аб изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная ных суммирующих интеграторов, кромепервого, подключен к выходу предыдущего основного суммирующего интегратора, второй вход первого основногосуммирующего интегратора соединен свыходом первого блока задания граничных условий, выход второго блока задания граничных условий подключен ктретьему входу и -го основного суммирующего интегратора, третий входкаждого основного суммирующего интегратора, кроме-го, соединен с выходом последующего основного суммирующего интегратора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введеныблок регистрации, первый и второйкоммутаторы, инвертор и дополнительный суммирующий интегратор выход 2 Окоторого подключен к входу блока регистрации, выход первого блока задания граничных условий соединен свходом задания начальных условий дополнительного суммирующего интеграто"25ра и с.первым информационным входомпервого коммутатора, выход которого через инвертор подключен к первомуинформационному входу дополнительного суммирующего интегратора, второйинформационный вход которого соединен с выходом второго коммутатора,выход первого основного суммирующего интегратора соединен с вторыминформационным входом первого коммутатора и с первым информационным входом второго коммутатора, выход вто"рого основного суммирующего интегратора подключен к третьему информационному входу первого коммуоратораи к второму информационному входувторого коммутатора, выход и -го основного суммирующего интеграторасоединен с (+ 1)-м информационнымвходом первого коммутатора и с ь -мвходом второго коммутатора, входсинхронизации устройства подключенк управляющим входам обоих коммутаторов, (+ 1) - й информационный вход второго коммутатора соединен с выходом второгоблока заданий граничных условий.