Устройство для моделирования процесса теплопередачи в теплообменном аппарате

(59 4 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСН его оку изоб т с Б,Энт штабторь о СССР1977.ОВАНИЯПЛООБМЕНоэво а урь аналогоможет вани ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельстУ 661568, кл. С 06 С 7/56, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИПРОЦЕССА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ТНОМ АППАРАТЕ (57) Изобретение относитсявой вычислительной технике бьть использовано для моде.ЯОд ДЯ 7 Я 9 А 2 процесса передачи тепла .от греющтеплоносителя к нагреваемому потв теплообменном аппарате. Цельюретения является повышение точноУстройство содержит опернционныелители, 1 С-четырехполюсники, масные усилители, умножители, суммаделитель, квадратор и два блокамирования полинома. Устройство пляет повысить точность моделировза счет учета давления, температнасьпцения и скрытой теплоты парсзования нагреваемого потока. 1 илИзобретение - дополнительное кавт.св. У 661568.Изобретение относится к аналоговойвычислительной технике и может бытьиспользовано для моделирования процесса передачи тепла от греющего теплоносителя к нагреваемому потоку в 5теплообменном аппарате, в частностипроцесса тепломассообмена в теплоэнергетических агрегатах судовыхэнергетических установок.Цель изобретения - повышение точ 1 Оности и расширение функциональныхвоэможностей за счет учета процессовфазового превращения и перегрева образовавшейся паровой фазы нагреваемого потока.На фиг.1 и 2 изображены схемы,поясняющие работу устройства.Устройство содержит блоки 1, -1моделирования участков теплообменного аппарата, блок 2 моделированиявыходной темпаратуры, блок 3 моделирования давления температуры насыщЕения, блок 4 моделирования входнойтемпературы нагреваемого потока выполненный в виде блока суммирования.Блоки 11 -1 содержат операционныеусилители 5-8, и 1 С-четырехполюсники9. Блок 2 содержит масштабный усилитель 10, умножитель 11, сумматор 12,масштабный усилитель 13, умножитель14, сумматоры 15-17, делитель 18,сумматор 19, умножитель 20, сумматор21, умножитель 22. Блок 3 содержитквадратор 23, суммирующий усилитель24 и блоки 25 и 26 формирования полинома.Устройство работает следующим образом.При изменении значения входнойтемпературы греющего теплоносителя 40производится изменение величинывходного напряжения П , На КС-схемеос включенным в нее операционным усилителем 5 осуществляется имитациядвижения частиц греющего теплоносителя по половине длины участка разбиения теплообменного аппарата. Выходной сигнал операционного уси.лителя 6 подается на входы Т-образного ЕС-четырехполюсника 9 и выходного операционного усилителя 6, к которому также подвоцится выходной сигнал Т-образного КС-четырехполюсника, иммитирующеготемпературу стенки на участке разбиения. Одновременно выходной сигнал Т-образного КС-четырехполюсника подается на вход операционного усилителя 8. Выходные сигналы усилителей 6 и 8 имитируют температуры соответственно греющего теплоносителя и нагреваемого потока на выходе участка разбиения и являются входными сигналами последующего блока моделирования участка теплообменного аппарата. При этом работа всех последующих звеньев схемы осуществляется аналогичным образом, а выходные электрические сигналы блока моделирования 11 и П , имитируют изменения температуры греющего теплоносителя и условной температуры нагреваемого потока на выходе из теплообменного аппарата Т и П.Изменение электрического сигнала П вы имитирующего изменение условной выходной температуры нагреваемого потока, подается через сумматор 17 на вход делителя 18. Выходной элект-. рический сигнал делителя 18 имитирует значение условной относительной энтальпии, по величине которой масйтабирующие усилители 10 и 13 и сумматор 19 формируют сигналы, имитирующие действительную величину относительной энтальпии.Выходные электрические сигналы масштабирующих усилителей 10 и 13 и сумматора 19 через умножители 11, 14 и 20 подаются на входы сумматоров 12, 15 и 21, а их выходы объединяются на сумматоре 16, выходной электрический сигнал которого П имитируетн значение выходной температуры нагреваемого потока Ч. Одновременно выходной электрический сигнал сумматора 19 подается на вход умножителя 22, выходной сигнал которого % ) имитирует величину расхода пара нагреваемого потока П. При этом сигнал, имитирующий расход пара нагреваемого потока З , поступает через квадратор 23 на вход суммирующего усилителя 24,Выходной электрический сигнал суммирующего усилителя 24 У, который имитирует величину давления нагреваемого потока Р, поступает на входы блоков 25 и 26, выходные электрические сигналы которых П и Цг имити-ф75руют значения температуры насыщения Ч и скрытой теплоты парообразования г нагреваемого потока. Сигнал, имитирующий изменение скрытой теплоты парообразования, поступает на вход блока 4 суммирования, выходной сигнал которого П вызы вью вает изменения условной входной тем10 15 20 25 Зо 35 40 з 126 пературы потока Би температур греющего теплонооителя и нагреваемого потока. Одновременно измененные температура насыщения Ч и скрытая тепвлота парообразования поступают на входы блока формирования температуры и расхода пара нагреваемого потока, что вызывает изменение электрических сигналов, имитирующих температуру и расход потока на выходе из теплообменного аппарата, Работа осуществляется до равновесного состояния,При изменении значения входной температуры нагреваемого потока 7, производится изменение величины входного напряжения Б,г, поступающегоо фна вход блока 4, выходной электрический сигнал которого имитирует условную входную температуру нагреваемого потока. На КС-схеме с включенным в нее операционным усилителем 7 осуществляется имитация движения частиц нагреваемого по половине длины участка разбиения теплообменного аппарата.Выходной сигнал операционного усилителя 7 подается на вход Т-образного КС-четырехполюсника 9 и выходного операционного усилителя 8, к которому также подводится выходной сигнал Т-образного КС-четырехполюсника, имитирующего температуру стенки на участке разбиения, Одновременно выходной сигнал Т-образного КС-четырехполюсника подается на вход выходного операционного усилителя 6;Выходные сигналы операционных усилителей 6 и 8 имитируют температуры соответственно греющего теплоносителя и нагреваемого потока на выходе участка разбиения и являются входными сигналами последующего блока моделирования участка теплообменного аппарата. Дальнейшая работа схемы осуществляется анало 1 гично 9потока, что вызывает соответствующийпереходный процесс в схеме. Далееустройство работает указанным образом,При изменении противодавления(работает теплообменный аппрат) происходят изменения напряжения Прблока формирования давления, температуры насыщения и скрытой теплотыпарообразования нагреваемого потока,на выходе которого формируются электрические сигналы, величины температуры насыщения и скрытой теплоты парообразования. Это вызывает переходнойпроцесс в схеме устройства и ее работа происходит аналогично.При исключении из схемы устройства усилителей 5 и 6 и задания величин напряжения на вход в Т-образныйКС-.четырехполюсник 9, имитирующийтемпературу греющего теплоносителя,получается схема устройства для моделирования процесса теплопередачи втеплообменном аппарате с постояннойтемпературой греющего теплоносителя.При дальнейшем исключении из схемы устройства входного сопротивления Т-образного КС-четырехполюсника 9 и задания величин входного тока г., который имитирует греющий тепловой поток, подводимый к стенке, получается сигнал устройства для моделирования процесса теплопередачи в теплообменном аппарате с независимым подводом тепла.Формула изобретенияУстройство для моделирования процесса теплопередачи в теплообменнОм аппарате по авт.св. Р 661568, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширенияПри изменении скоростей греющего теплоносителя и нагреваемого потока за счет переменных емкостей операционных усилителей 5 и 6, 7 и 8, пере,менных сопротивлений Т-образного 1 С - четырехполюсника 9, а также перемены скорости нагреваемого потока, происходит изменение величины входного напряжения П, блока формирования температуры и расхода пара нагреваемого потока. Это приводит к изменению выходных напряжений, имитирующих температуры греющего теплоносителя инагреваемого потока, расхода пара 45 функциональных возможностей за счетучета процессов фазового превращения и перегрева образовавшейся паровой фазы нагреваемого потокав него введены блок моделирования входной тем 50 пературы нагреваемого потока, выпол-.ненный в виде блока суммирования, блок моделирования давления температуры насыщЕния состоящий из квадратора, суммирующего усилйтеля и двух блоков формирования полиномов, блокмоделирования выходной температуры,состоящий из шести сумматоров, четы- реХ умножителей, двух масштабных усилителей и делителя, выход которого12674 5подключен к первому входу первого масштабного усилителя, к входу второго масштабного усилителя и к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого масштабного усилителя и с первым входом первого умножителя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого блока формирования полинома, с вторым входом второго сумматора, с первым входом пятого сумматора и с третьим входом третьего сумматора, четвертый вход которого подключен к выходу шестого сумматора, первый вход которого соединен с выходом вто- о рого блока формирования полинома, с первым входом блока суммирования, с вторым входом пятого сумматора, с первым входом делителя, с первыми входами второго и третьего умножите-лей и вторым входом первого умножителя, выход четвертого операционного усилителя-го блока йоделирования участков теплообменного апарата подключен к второму входу шестого сумматора и Зп к третьему входу пятого сумматора блока, выход которого соединен с вторым входом делителя, третий вход первого сумма 49 Ьтора подключен к выходу второго масштабного усилителя и к второму входувторого умножителя, выход которогосоединен с вторым входом четвертогосумматора, выход первого сумматораподключен к первому входу четвертогоумножителя и второму входу третьегоумножителя, выход которого соединенс третьим входом шестого сумматора,выход третьего сумматора является выходом выходной температуры нагреваемого потока устройства, вход заданияскорости нагреваемого потока которогоподключен к второму входу четвертогоумножителя, выход которого являетсявыходом расхода лара нагреваемого потока устройства и подключен к первому и второму входам квадратора, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя, выходкоторого подключен к входам первогои второго блоков формирования полинома и является выходом давления нагреваемого потока устройства, вход задания входной температуры нагреваеМогопотока которого соединен с вторымвходом блока суммирования, выход которого подключен к входу операционного усилнтеля первого блока моделирования участков теплообменного аппарата, вход задайия теплоемкости устройства подключен к второму входупервого масштабного усилителя.1267449 оставитель В. Рыбинехред И.Попович Л.Пата Редактор И. Касард оррек 49 Тираж 671НИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий3035, Иосква, Ж, Раушская наб.,Подписное аказ 5779 5 изводственна-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная