Устройство для моделирования процесса теплопередачи в теплообменном аппарате

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может бь1ть 41спользовано для моделирования процесса передачи тепла от греющего теплоносителя к нагреваемому потоку в теплообменном аппарате. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит оперр4ционные усилители , RC-четырехполюсники, масштабные усилители, умножители, сумматоры, делитель, квадратор и два блока формирования полинома. Устройство позволяет повысить точность моделирования за счет учета давления, температуры насьпцения и скрытой теплоты парообразования нагреваемого потока. 1 ил. Изобретение - дополнительное к авт.св. № 661568.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩ1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (6 I ) 661568 (21) 3882570/24-24 (22) 08.04.85 (46) 30. 10.86. Бюл. Ф 40 (72) Б.П.Жуков, А.А.Кривуля, Б.Ф.Пашкин, Г.М.Файкин и С.Б.Энтин (53) 68 1.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 661568, кл. G 06 G 7/56, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ТЕПЛООБМЕННОМ АППАРАТЕ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования

„.SU„„ gA2 (59 4 G 06 G 7/56 процесса передачи тепла .от греющего теплоносителя к нагреваемому потоку в теплообменном аппарате. Целью изобретения является повышение точности.

Устройство содержит опернционные усилители, 0 С-четырехполюсники, масштабные усилители, умножители, сумматоры, делитель, квадратор и два блока формирования полинома. Устройство позволяет повысить точность моделирования за счет учета давления, температуры насьпцения и скрытой теплоты парообразования нагреваемого потока. 1 ил.

Изобретение — дополнительное к авт.св. N 661568.

1267449

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования процесса передачи тепла от греющего теплоносителя к нагреваемому потоку в

:теплообменнам аппарате, в частности процесса тепломассообмена в теплоэнергетических агрегатах судовых энергетических установок.

Цель изобретения — повьппение точ1О ности и расширение функциональных воэможностей за счет учета процессов фазового превращения и перегрева образовавшейся паровой фазы нагреваемого потока.

На фиг.1 и 2 изображены схемы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блоки 1, -1„ моделирования участков теплообменного аппарата, блок 2 моделирования выходной темпаратуры, блок 3 моделирования давления температуры насьпцения, блок 4 моделирования входной температуры нагреваемого потока,, выполненный в виде блока суммирования.

Блоки 11 — 1 содержат операционные усилители 5-8, и R С-четырехполюсники

9. Блок 2 содержит масштабный усили тель 10, умножитель 11, сумматор 12, масштабный усилитель 13, умножитель

14, сумматоры 15-17, делитель 18, сумматор 19, умножитель 20, сумматор

21, умножитель 22. Блок 3 содержит квадратор 23, суммирующий усилитель

24 и блоки 25 и 26 формирования полинома.

Устройство работает следующим образом.

При изменении значения входной температуры греющего теплоносителя 4О производится изменение величины входного напряжения U . На RC-схеме

D с включенным в нее операционным усилителем 5 осуществляется имитация движения частиц греющего теплоносите- 4 ля по половине длины участка разбиения теплообменного аппарата.

Выходной сигнал операционного уси.лителя 6 подается на входы T-образно— го RC-четырехполюсника 9 и выходного операционного усилителя 6, к которо— му также подвоцится выходной сигнал

Т-образного RC-четырехполюсника, иммитирующеготемпературу стенки на участке разбиения. Одновременно выходной сигнал Т-образного RC-четырехполюсника подается на вход операционного усилителя 8. Выходные сигна- . лы 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 U< и U имитируют изменения температуры греющего теплоносителя и условной температуры нагреваемого потока на выходе из теплообменного аппарата t u U

Изменение электрического сигнала 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, t5 и 21, а их выходы объединяются на сумматоре 16, выходной электрический сигнал которого U имитирует п значение выходной температуры нагреваемого потока V . Одновременно выходной электрический сигнал сумматора 19 подается на вход умножителя

22, выходной сигнал которого (U ) имитирует величину расхода пара нагреваемого потока D. При этом сигнал, имитирующий расход пара нагреваемого потока, поступает через квадратор

23 на вход суммирующего усилителя 24.

Выходной электрический сигнал суммирующего усилителя 24 Уп, который имитирует величину давления нагреваемого потока Р, поступает на входы блоков 25 и 26, выходные электрические сигналы которых U и U имити-а

Чв руют значения температуры насьпцения

Ч и скрытой теплоты парообразования

r нагреваемого потока.

Сигнал, имитирующий изменение скрытой теплоты парообразования, поступает на вход блока 4 суммирования, выходной сигнал которого U вызы вью вает изменения условной входной темз 126 пературы потока Usx и температур греющего теплонооителя и нагреваемого потока. Одновременно измененные температура насыщения V и скрытая тепв лота 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 V, производится изменение величины входного напряжения Б,г, поступающего о на вход блока 4, выходной электрический сигнал которого имитирует условную входную температуру нагреваемого потока. На RC-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

RC-четырехполюсника 9 и выходного операционного усилителя 8, к которому также подводится выходной сигнал

Т-образного RC-четырехполюсника, имитирующего температуру стенки на участке разбиения. Одновременно выходной сигнал Т-образного RC-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 анало1гично.

При изменении скоростей греющего теплоносителя и нагреваемого потока за счет переменных емкостей операционных усилителей 5 и 6, 7 и 8, пере,менных сопротивлений Т-образного 1С вЂ” . четырехполюсника 9, а также перемены скорости нагреваемого потока, происходит изменение величины входного напряжения П,г блока формирования температуры и расхода пара нагреваемого потока. Это приводит к изменению выходных напряжений, имитирующих температуры греющего теплоносителя инагреваемого потока, расхода пара

7449

Зо

40

45 функциональных возможностей за счет

50 пературы нагреваемого потока, выполненный в виде блока суммирования, блок моделирования давления температуры насыщЕния,, состоящий из квадратора, суммирующего усилйтеля и двух блоков формирования полиномов, блок моделирования выходной температуры, 10

25 потока, что вызывает соответствующий переходный процесс в схеме. Далее устройство работает указанным образом.

При изменении противодавления (работает теплообменный аппрат) происходят изменения напряжения Up„ блока формирования давления, температуры насыщения и скрытой теплоты парообразования нагреваемого потока, на выходе которого формируются электрические сигналы, величины температуры насыщения и скрытой теплоты парообразования. Это вызывает переходной процесс 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-образный

RC-.÷åòûðåõïîëþñíèê 9, имитирующий температуру греющего теплоносителя, получается схема устройства для моделирования процесса теплопередачи в теплообменном аппарате с постоянной температурой греющего теплоносителя.

При дальнейшем исключении из схемы устройства входного сопротивления

Т-образного RC-четырехполюсника 9 и задания величин входного тока i который имитирует греющий тепловой поток, подводимый к стенке, получается сигнал устройства для моделирования процесса теплопередачи в теплообменном аппарате с независимым подводом тепла.

Формула изобретения

Устройство для моделирования процесса теплопередачи в теплообменнОм аппарате по авт.св. Ф 661568, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения учета процессов фазового превращения и перегрева образовавшейся паровой фазы нагреваемого потока,в него введены блок моделирования входной тем состоящий из шести сумматоров, четыреХ умножителей, двух масштабных усилителей и делителя, выход которого

12674

$ подключен 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 h --ro блока моделирования участков теплообменного апарата подключен к второму входу шестого сумматора и к третьему входу пятого сумматора блока, выход которого соединен с вторым входом делителя, третий вход первого сумма49 Ь тора подключен к выходу второго масштабного усилителя и к второму входу второго умножителя, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход первого сумматора подключен к первому входу четвертого умножителя и второму входу третьего умножителя, выход которого соединен с третьим входом шестого сумматора, выход третьего сумматора является выходом выходной температуры нагреваемого потока устройства, вход задания скорости нагреваемого потока которого подключен к второму входу четвертого умножителя, выход которого является выходом расхода лара нагреваемого потока устройства и подключен к первому и второму входам квадратора, .выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя, выход которого подключен к входам первого и второго блоков формирования полинома и является выходом давления нагреваемого потока устройства, вход задания входной температуры нагреваеМого потока которого соединен с вторым входом блока суммирования, выход которого подключен к входу операционного усилнтеля первого блока моделирования участков теплообменного аппарата вход .задайия теплоемкости устройства подключен к второму входу первого масштабного усилителя.

1267449

Составитель В. Рыбин

: Редактор И. Касарда Техред И.Попович

Корректор Л.Патай

Заказ 5779/49 Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

-1!3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул ° Проектная, 4