Вычислительное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН

3G9 Q 06 Q 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3360618/18-24(22) 09.22.81 (46) 23.04.83. Бюл. М 15 (72) Л. М. Шифрин и Я. Л, Духовный (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно"изыскательского и научно-исследовательского института Гидропрроект нм. С. Я. Жука (53) 681,335(088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

34 32211, кл. 5 06 G 1/16, 1934.

2. Патент США М 3774307; кл. 4 06 5 1/16, опублик. 1970.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке M 3272854/18-24, .кл. С 06 С 1/16, 09.02.811 (прототип1-. (54) (В7) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее плату со шкалами н

„Я0.„1013973 A графиками, горизонтальную направлякипую, на которой перпендикулярно к ней установлена рейсшина, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения трудоемкости прн определении параметров уравнительных резервуаров гидроэлектростанций, оно содержит установленные на рейс шине каретку и бегунок, вторую горизонталы ую направляющую, на которой установлена с возможностью вращательно- . поступательного движения визирная стрела, причем каретка имеет четыре попарно пересекающиеся между собой н с. боковой стороной рейсшины визирные грани, одна из которык параллельна горизонтальной направляющей, бегунок I и каретка содержат. по asa указа, теля.

1013973

Изобретение относится к механическим средствам вычислительной техники номографического типа и предназначено для механизации вычислительных работ при проектировании гидроэлектростанций, а более конкретно при расчете параметров уравнительных резервуаров гидроэлек« тростанпий.

Известны вычислительные устройства ком ографического типа, предназначенные для проведения расчетов, связанных с конкретными техническими объектами (1)и (2).

Указанные устройства по своим конструктивным, текстуальным и графическим признакам не могут быть использованы для механизации расчетов при проектировании гидроэлектростанций.

Наиболее близким к изобретению,является вычислительное устройство, предназначенное для определения эксплуатационных характеристик гидротурбин f 3 1.

Однако это устройство не позволяет определять параметры уравнительных резервуаров гидроэлектростанций.

Целью изобретения является снижение трудоемкости при определении параметров уравнительных резервуаров гидроэлектростанций, Указанная цель достигается тем, что 30 устройство, содержащее плату со шкала« ми и графиками, горизонтальную направляющую и рейсшину, дополнительно содержит установленные на рейсшине каретку и бегунокф втОрую горизонтальную направ 35 ляюшую, на которой установлена с воз» можностью врашательно-поступательного движения визирная стрела, причем каретка имеет четыре попарно пересекающиеся между собой и с боковой стороной рейс- дц шины грани, одна из которых параллельна горизонтальной направляющей, бегунок и каретка содержат по два указателя, На чертеже показано конструктивное исполнение вычислительного устройства, а также его графическая и текстуальная части.

Плата 1 снабжена оболочкой 2, на поверхности 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 попарно цересекаюшимися гранями 7-10. Точ55 ки 11 и 12 пересечения этих граней совпадают боковой стороной 13 рейсшины 3. Грань 10 каретки параллельна горизонтальной 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. Г1лата 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 F (с горизонтальной сеткой) значений критической площади уравнительного резервуара от 10 до

1000 м ; шкала F (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 по

1000 м; шкала Х (с наклонной сеткой) значений площади сечения деривационного водовода от 1 до 300 м2; шкала К (с наклонной сеткой) - значений коэффициечЪ та пропорциональности () между 5ч2. потерями напора и V2 — квадратом скорости течения в деривации от 0,01 до и

1,0 ; шкала р (с горизонтальной м сеткой) значений коэффициента системы

Zо F (и K)i от 0 001 до 0 1 две !

3 9 I шкалы h (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 Z (верхняя и нижняя с наклонной сеткой, которая совмещена со шкалой и ) значений колебаний уровня в резервуаре от 0,5 до 100 м;, кривые I u If на поле с координатами

p — Z ; прямая А на поле с координатами р- 2.

На оболочке 2 указаны маршруты, точки перелома которых обозначены латинскими буквами, наэвм ие 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, 5

Вычислительное устройство работает следующим образом.

По маршруту . -Я вЂ”". -.К вЂ”.(= н. - = кр определяется критическая площадь сечения уравнительного резервуара, обеспечи- 1е вающая затухающий характер колебательного процесса в резервуаре. Для этого необходимо установить вертикал ную грань 13 рейсшины 3 по шкале l на, заданную величину длины водовода и за- 15 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 ll 2o 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 И сечения водовода на шкале Е и зафиксировать рейсшину стопором 5, при этом точка 10 каретки укажет точку f марш» рута. Переместить каретку 6 по рейсшине

3, отпустив стопор 19, до совмещения 5@ 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 3

35 по направляющей 4 влево до совмещения указателя 17 каретки 6 со шкалой F снять его значение по линии горизонталь.ной визирной грани 13 каретки 6.

В рассмотренном примере указанные gp точки, название которых есть вводимая исходная величина, определяются, соответственно, значениями длины деривационного водовода 2425 м, напора-невто установки 95,0 м, площади сечения .Ф 45 деривационного водовода 78,5 м, коэффициента К0,21 и искомой величиной критической площади резервуара 460 м -, Для иных исходных данных определе» ние критической площади резервуара производится аналогично, для чего необходи50 мо пройти с помощью указанных конструктивных элементов по маршруту,l„—.H—

-.Х вЂ”.К вЂ”.F укаэанной последовательности.

По маршруту .4 —./- —.) -. †.K — p —. —. 55

-Я. —.ф„-..2„определяется наибольшее повышение уровня в уравнительном резервуарее

3 1013973 4

Часть этого маршрута. t -.F-g- у; —.р, Ъ выполняется посредством операций, ис-, пользуемых для определения F

Для дальнейшего прохождения маршрута и определения максимального уровня воды в уравнительном резервуаре необходимо произвести следующие операции: переместить по направляющей 4 рейсшину 3 с зафиксированным при опре делении j3 положением каретки 6 до со прикосновения острия указателя 18 со стрелой 23, установленной по заданному значению веЛичины потерь напора Й на его шкале и зафиксированной на направляющей планке 21 ползуном 22 и стопором 24, при этом острие указателя 18 указывает точку Ь маршрута; передвинуть бегунок 14 по рейсшине 3 до совмещения острия его указателя 16 с кривой

1 графика и зафиксировать положение бегунка 14 стопором 20, при этом положение острия указателя 16 отмечает точку Я. маршрута. Затем необходимо передвийуть по оси 4 рейсшину 3 до совмещения острия указателя 16 бегунка

14 с прямой А графика и зафиксировать положение рейсшины стопором 5, при этом острие указателя 16 отметит точ-. ку А маршрута; совместить с острием указателя 18 каретки 3 стрелу 23, за крепить ее стопором 24 в положении, параллельном линиям сетки Z и по шкале

Z снять отсчет величины максимального нодъема уровня воды в уравнительном резервуаре 2..

В рассматриваемом примере указанНые точки, название каждой из которых есть вводимая исходная величина, определяются, соответственно, значениями длины деривационного водовода 2425 м, принятой плошади сечения уравнительного резервуара 491 м, площади сечения . деривационного водовода 78,5 м, коэффициента К=0,21, коэффициента системы

P = 0,0106, потери напора в деривационном водоводе с учетом скоростного напора потока в основании деривации S м

: и искомой величиной наибольшего повышения уровня в резервуаре 27,5 м.

5 1013

Для иных исходных данных определение наибольшего уровня в резервуаре производится аналогично, для чего необходимо пройти с помощью укаэанных конструктивных элементов параллельно маршру у ту . .F-Х вЂ”.К вЂ”.P п — 1 —.А —.P —.Е

По маршруту Л вЂ”.F % —.К вЂ”.P —:и —:1— †.А †.2 †.А -.р=- ..определяется наибойь

1. 2 шее понижение уровня воны в уравни- тельном резервуаре.

При этом используются те же конструктивные элементы, что,и в случае определения наибольшего повышения уровня в резервуаре, причем от I до А. этот маршрут полностью повторяет марш- >> рут для определения наибольшего noah щения уровня в резервуаре, где и вводят. ся все исходные данные, соответственно, повторяются все нереиисленные выше опе рации, с той разницей, что после нахождения точки А. необходимо переместить. бегунок 14 до совмещения острия указа«

973 4 теля. 16 с линией графика 8 и зафиксировать бегунок 16 стопором 20, при этом указатель 16 отметит точку А маршрута, а затем сделать отсчет минимального понижения g уровня воды в резервуаре при сбросе нагрузки путем совмещения стрелы 23 с острием указателя каретки 18, аналогично указанному при опрепеле нии величины максимального подъема уровня 2..

Таким образом, предложенное вычислительное устройство позволяет только на основании исходных данных, без проме жуточных вычислений и графических построений, определять искомые параметры уравнительных резервуаров и тем самым расширяет класс решаемых известным устройством задач.

Использование вго при проектировании гидроэлектростанций позволит существенно сократить время, затрачиваемое на расчет параметров уравнительных резервуаров.

1013973

ВНИИПИ Заказ 3019/59 Тираж 704 Полписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгороп, ул. Проектная, 4