Вычислительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ а) Ц 066 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Я ПИС ИЗОБРЕ ТЕЛЬСТВУ СКОМУ рудоемв уравсодериащ(21) 3360618/18-24 графиками, горизонтальную направлякяцую, (22) 09.22.81, на которой перпендикулярно к ней уста- (46) 23.04.83. Бюл. М 15новлена рейсшина, о т л и ч а ю щ е е-(72) Л. М. Шифрин и Я, Л, Духовный с я тем, что, с целью снижения т (71) Среднеазиатское отделение Всесоюз- кости при определении параметро ного ордена Ленина проектно"изыскательс- нительных резервуаров гидроэлектростанкого и научно-исследовательского институ- ций, оно содержит установленные на рейс та фТидропроектф им. С, Я. Жука. шине каретку и бегунок, вторую горизон- (53) 681,335(088.8) .талыую направляющую, на которой уста- (56) 1. Авторское свидетельство СССР новлена с возможностью вращательно- . М 32211, кл. 6 06 6 1/16, 1934,поступательного движения визирная стре 2. Патент США М 3774307;ла, причем каретка имеет четыре попаркл. 4 06 С 1/16, опублии. 1970.: но пересекающиеся между собой и с. бо 3. Авторское свидетельство СССР ковой стороной рейсшины визирные по заявке М 3272854/18-24, грани, одна из которык параллельна ,кл. б 06 Я 1/16, 09.02.811 (прототип)горизонтальной направляющей, бегунок (54) И 7) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙ- и каретка содержат. подва указа" СТВО, ее плату со шкалами и,теля.Изобретение относится к механическим средствам вычислительной техникиномографического типа и предназначенодля механизации вычислительных работпри проектировании гидроэлектростанцийа более конкретно при расчете параметров уравнительных резервуаров гидроэлектростанпий,Известны вычислительные устройстваком ографического типа, предназначенныедля проведения расчетов, связанных сконкретными техническими объектами11 и 2.Указанные устройства по своим конструктивным, текстуальным и графическимпризнакам не могут быть использованыдля механизации расчетов при проектировании гидроэлектростанций.Наиболее близким к изобретению,является вычислительное устройство, предназначенное для определения эксплуатационных характеристик гидротурбин 3 1.Однако это устройство не позволяетопределять параметры уравнительныхрезервуаров гидроэлектростанций.Целью изобретения является снижениетрудоемкости при определении параметров уравнительных резервуаров гидроэлектростанций,Указанная цель достигается тем, что 30устройство, содержащее плату со шкалами и графиками, горизонтальную направляющую и рейсшину, дополнительно содержит установленные на рейсшине кареткуи бегунок вторую горизонтальную направ 35ляюшую, на которой установлена с возможностью вращательно-поступательногодвижения визирная стрела, причем каретка имеет четыре попарно пересекающиесямежду собой и с боковой стороной рейсшины грани, одна из которых параллельнагоризонтальной направляющей бегунок икаретка содержат по два указателя,На чертеже показано конструктивноеисполнение вычислительного устройства,а также его графическая и текстуальнаячасти.Плата 1 снабжена оболочкой 2, наповерхности которой может передвигаться вертикальная рейсшина 3, установленная на горизонтальной направляющей 4.Положение рейсшины 3 на плате 1 фиксируется стопором 5. На рейсшине 3 установлена каретка 6 с четырьмя попарнопересекающимися гранями 7-10. Точ 55ки 11 и 12 пересечения этих гранейсовпадают боковой стороной 13 рейсшины 3, Грань 10 каретки параллельнагоризонтальной направляющей, Вертикальная рейсшина 3 снабжена также бегунком 14, указатели 15 и 16 которого сопряжены с указателями 17 и 18 грани 10 каретки 6, Каретка 6 и бегунок 14 снаб жены, соответственно, стопорами 19 и 20. Г 1 лата 1 снабжена второй направляющей планкой 21, на которой имеется полэун 22 с визирной стрелкой 23 и сто пором 24.В основу принципа работы вычислительного устройства положено геометрическое отображение решения дифференциальных уравнений, описывающих нестационарный процесс в резервуаре - динамического уравнения и уравнения неразрывности.Это отображение представляет собой расположенную на оболочке 2 систему следующих шкал и графиков: шкала 1 (с вертикальной сеткой) значений длин деривационного водовода от 100 до 10000 м; шкала Р, (с горизонтальной сеткой) значений критической плошади уравнительного резервуара от 10 до 1000 м; шкала Г (с наклонной сеткой) значений принятой плошади уравнительного резервуара от 1 до 1000 м; шкала Д (с наклонной сеткой) совмещена со шкалой значений напора-нетто гщ- роэнергетической установки от 1 по1000 м; шкала Х (с наклонной сеткой) значений площади сечения деривационного водовода от 1 до 300 м 2; шкала К (с наклонной сеткой) - значений коэффицие- Ъта пропорциональности- ) между ипотерями напора и М - квадратом скорости течения в деривации от 0,01 дой1,0 ; шкала р (с горизонтальноймсеткой) значений коэффициента системы2,о РК) от 0 001 до 0 1 двешкалы и (верхняя и нижняя с наклонной сеткой) значений потерь напора в деривационном водоводе с учетом скоростного напора потока в основании резервуара от 0,5 до 100 м; две шкалы Е (верхняя и нижняя с наклонной сеткой, которая совмещена со шкалой и ) значений колебаний уровня в резервуаре от 0,5 до 100 м;, кривые Т и Й на поле с координатами Р - Е ; прямая А на поле с координатами р-ХНа оболочке 2 указаны маршруты, точки перелома которых обозначены латинскими буквами, наэвщще каждой иэ которых есть вводимая исходная величина. Эти маршруты позволяют определить требуемые параметры уравнительного резервуара: критическую площадь и величины наибольшего повышения и наименьшего понижения уровня воды пр отношению к бьефу гидроэлектростанции, 5Вычислительное устройство работает следующим образом.По маршруту Л;.Н - .Х - .К - .Гн . кр определяется критическая площадь сечения уравнительного резервуара, обеспечи йвающая затухающий характер колебательного процесса в резервуаре. Для этого необходимо установить вертикал ную грань 13 рейсшины 3 по шкале , на, заданную величину длины водовода и за фиксировать положение стопором 5; установить визирную грань 7 каретки 6 по шкале Й на заданную величину напора-нетто турбины и зафиксировать ка-ретку 6 стопором 19, при этом точка 11 2 о каретки укажет точку Н маршрута. Затем переместить рейсшину 3 по горизонтальной направляющей 4, отпустив сто.пор 5, до совмещения визирной грани 8 с заданным значением величины площади 25 сечения водовода на шкале Е и зафиксировать рейсшину стопором 5, при этом точка 10 каретки укажет точку У марш рута. Переместить каретку 6 по рейсшине 3, отпустив стопор 19, до совмещения зо визирной грани 9 с заданным значением коэффициента К на его шкале и зафиксировать каретку стопором 19, при этом точка 12 каретки 6 укажет точку К маршрута. После этого переместить рейсшину 335 по направляющей 4 влево до совмещения указателя 17 каретки 6 со шкалой Р и снять его значение по линии горизонтальной визирной грани 13 каретки 6.В рассмотренном примере указанные 4 О точки, название которых есть вводимая исходная величина, определяются, соответственно, значениями длины деривационного водовода 2425 м, напора-невто установки 95,0 м, площади сечения45 деривационного водовода 78,5 м, коэффициента К,21 и искомой величиной критической площади резервуара 460 м,Для иных исходных данных определе ние критической площади резервуара производится аналогично, йля чего необходи 50 мо пройти с помошью указанных конструктивных элементов по маршруту А - ,Нн - -.Х - .К - .Г, укаэанной последовательности.По маршруту Л - /- - - К р55 -Я, - .ф-.2 определяется наибольшее повышение уровня в уравнительном резервуаре е 3 1013973 4Часть этоо маршрута.1 - .Г-.-,к-,рЪвыполняется посредством операций, ис-,пользуемых для определения Гир с тойразницей, что вместо введения" 4 нанпора-нетто турбины, с помощью визирнойграни 7 вводится величина площади сечения уравнительного резервуара (для обеспечения затухания колебательного процес. са Р должно быть больше Рр), и послеотсчета визирной гранью 9 величиныкоэффициента К производится отсчеткоэффициента р по линии грани 10 каретки 6.Для дальнейшего прохождения маршрута и определения максимального уровня воды в уравнительном резервуаренеобходимо произвести следующие операции: переместить по направляющей 4рейсшину 3 с зафиксированным при онределении 3 положением каретки 6 до соприкосновения острия указателя 18 сострелой 23, установленной по заданномузначению веЛичины потерь напора Й наего шкале и зафиксированной на направляющей планке 21 ползуном 22 и стопором 24, при этом острие указателя 18указывает точку Ь маршрута; передвинуть бегунок 14 по рейсшине 3 до совмещения острия его указателя 16 с кривой1 графика и зафиксировать положение бегунка 14 стопором 20, при этом положение острия указателя 16 отмечаетточку Я. маршрута. Затем необходимопередвийуть по оси 4 рейсшину 3 досовмещения острия указателя 16 бегунка14 с прямой А графика и зафиксироватьположение рейсшины стопором 5, приэтом острие указателя 16 отметит точ-.ку А маршрута; совместить с остриемуказателя 18 каретки 3 стрелу 23, закрепить ее стопором 24 в положении,параллельном линиям сетки Х, и по шкалеХ снять отсчет величины максимальногонодъема уровня воды в уравнительномрезервуаре ЕВ рассматриваемом примере указанные точки, название каждой из которыхесть вводимая исходная величина, определяются, соответственно, значениямидлины деривационного водовода 2425 м,принятой плошади сечения уравнительногорезервуара 491 м , площади сечения. деривационного водовода 78,5 м, коэффициента К=0,21, коэффициента системыЬ = 0,0106, потери напора в деривационном водоводе е учетом скоростногонапора потока в основании деривации 5 м: и искомой величиной наибольшего повышения уровня в резервуаре 27,5 м.