Устройство для моделирования аэродинамических процессов в шахтах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ШАХТАХ, содержащее стабилизированный источник напряжения, модель вентиляционной сети, выполненную в виде цепочки последовательно соединенных четырехполюсников , тиристорный ключ и первьй . -: „ t г;{:ял - I 881 Л80ТЕКА одновибратор, выход стабилизированного источника напряжения соединен с входом тиристорного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу первого одновибратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно дополнительно содержит последовательно соединенные дифференцирующий элемент , второй одновибратор и модель формирователя выброса газа, выполненную в виде управляемого формирователя экспоненциального напряжения, вход опорного напряжения которого соединен с выходом тиристорного ключа, i S выход подключен к входу первого четырехполюсника модели вентиляцион (Л ной сети, а выходом устройства является вьсход модели формирователя выброса газа. 00 ю ел

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Я0„„11 0325

З(д) С 06 G 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИИЯО «цу (21) 3569513/ 18-24 (22) 31.03.83 (46) 15.07.84. Вюл. У 26 (72) M.Â. Курленя, Н.Н. Петров и M.Þ. Шишкин (71) Институт горного дела СО АН СССР (53) 681.3(088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 258742, кл. G 06 G 7/48, 1968.

2. Авторское свидетельство:СССР

Ф 615500, кл. G 06 G 7/48, 1977 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕПИРОВАНИЯ

АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ШАХТАХ, содержащее стабилизированный источник напряжения, модель вентиляционной сети, выполненную в виде .цепочки последовательно соединенных четырехполюсников, тиристорный ключ и первый одновибратор, выход стабилизированного источника напряжения соединен с входом тиристорного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу первого одновибратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно дополнительно содержит последовательно соединенные дифференцирующий элемент, второй одновибратор и модель формирователя выброса газа, выполненную в виде управляемого формирователя экспоненциального напряжения, вход опорного напряжения которого соединен с выходом тиристорного ключа, г выход подключен к входу первого четырехполюсника модели вентиляционной сети, а выходом устройства является выход модели формирователя выброса газа.

1 1103

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при исследовании вентиляционных режимов шахт.в условиях внезапного выброса угля, породы и газа, Известно устройство для моделирования аэродинамических н-оцессов в шахтах, . содержащее стабилизированный источник ЭДС и цепочку из последовательно соединенных четырехполюсников ", ).

Однако это устройство не обеспечивает достаточной точности, так как не позволяет формировать фронты импульса напряжения, подаваемого на нагрузку, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования аэродинамических процессов в шахтах, которое содержит стабилизированный источник ЭДС, ручной переключатель уровня выходного напряжения, подключенный к выходу тиристорного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу одновибратора. При этом выход тиристорного ключа через формирователь импульса тока подключен к цепочке последовательно соединенных четырехполюсников (2).

Недостатком этого у-стройства является то, что оно не обеспечивает заданной крутизны заднего фронта импульса напряжения на входе нагрузки, аналогичной временным характеристи35 кам давления в зоне выброса газа в шахтах. Следовательно, форма импульсов тока на нагрузке (четырехполюснике) не соответствует реальным расходным характеристикам газа при выбросе, потому что процесс разряда емкости на нагрузку является нерегулируемым, так как нельзя точно определить входное сопротивление нагрузки, поскольку оно является нелинейным и зависит от режима работы, Цель изобретения — повышение точности моделирования аэродинамических процессов в шахтах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее стабилизированный источник напряже- ния, модель вентиляционной сети, выполненную в виде цепочки последовательно соединенных четырехполюсников, 5 тиристорный ключ и первый одновибратор, выход стабилизированного источника напряжения соединен с входом

257 2 тиристорного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу первого одновибратора, введены последовательно соединенные дифференцирующий элемент, второй одновибратор и модель формирователя выброса газа, выполненная в виде управляемого формирователя экспоненциального напряжения, вход опорного напряжения которого соединен с выходом тиристорного ключа, а выход подключен к входу первого четырехполюсника модели вентиляционной сети, а выходом устройства является выход модели формирователя выброса газа.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из стабилизированного источника 1 напряжения, тиристорного ключа 2, управляющий электрод которого соединен с выходом первого одновибратора 3, модели 4 формирователя выброса газа, выполненной на тиристоре 5 и переменном сопротивлении 6, служащем совместно с переменным сопротивлением 7 и конденсатором 8 для задания крутизны переднего и заднего фронтов импульса напряжения. Режим работы тиристорного ключа 5 определяется длительностью импульса, вырабатываемого вторым одновибратором 9. Модель 4 содержит также диод 10. Одновибратор 9 запускается дифференцирующим элементом 11, подключенным к выходу первого одновибратора 3. Электрическая модель вентиляционной сети представляет собой четырехполюсники 12, собранные на линейных сопротивлениях, обмотках индуктивности и конденсаторах.

Моделирование выброса газа производится путем формирования на входе нагрузки импульса напряжения, имеющего форму, аналогичную временным характеристикам давления в зоне выброса.

Запуск устройства осуществляется одновибратором 3, вырабатывающим импульс длительностью Т,. Этот импульс открывает тиристорный ключ 2, работающий на нижнем участке характеристики (в режиме переключателя), в результате чего напряжение от источника 1 подается.на модель 4 формирователя выброса газа. Емкость 8 начинает заряжаться от источника l по экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой как произведение величин сопротивления 7 и

Составитель В. Фукалов

Редактор Л. Алексеенко Техред Т.Дубинчак Корректор,А. Тяско

Заказ 5030/38

Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1103 емкости 8. Заряд емкости 8 продолжается в течение времени Т„, пока открыт тиристорный ключ 2, до величины напряжения источника 1.

Дифференцирующий элемент 11 выделяет фронты импульса первого одновибратора. При этом задним фронтом импульса одновибратора 3 запускается одновибратор 9, вырабатывающий импульс длительностью Т . Этот импульс 1О

„2 открывает тиристорный ключ 5, работающий в режиме малых токов (режим переключателя). Если сопротивление 6 гораздо меньше входного сопротивления нагрузки, то емкость 8 начинает 15 разряжаться через сопротивление 6 по закону экспоненты с постоянной . времени, определяемой произведением величины сопротивления 6 и емкости

8. После окончания импульса дополнительного одновибратора тиристор 5

257 4 закрывается и схема приходит в исходное состояние.

В результате, на входе нагрузки формируется импульс напряжения трапецеидальной формы с раздельно регулируемыми передним и задним фронтами и длительностью Т = Т + Т

1 2

Форма импульса напряжения аналогична форме импульса давления в зоне выброса,. а форма импульса тока на входе нагрузки соответствует временным расходным характеристикам газа при выбросе и зависит от комплексного входного сопротивления нагрузки.

Таким образом, применение устрой-! ства позволяет повысить точность моделирования напорных и расходных характеристик газа в зоне выброса, а следовательно, и точность анализа вентиляционных систем шахт в условиях внезапных выбросов газа.