Устройство для моделирования процесса теплопередачи в теплообменном аппарате

 

Mt.) )Я (у, ()

ИАТЕЦ „";-„;;< .ь. ° 1,,) я бнбл ко.ге yä ),: )т

О СА ИЕ (()) 661568

Союз Советских

Социо)листичещих

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву —— (22) Заявлено 27.10.77 (21) 2537230/!8-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл г

G 06 G "/56

Государственный камктет

СССР на делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (53) УДК 681.335 (088.8) В. А. Еременко, Ю. К. Иванов, А. С. Карасик

П. А. Соколов и Г. М. Файкин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ТЕПЛООБМЕННОМ АППАРАТЕ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной технике н может быть использовано для моделирования процесса передачи тепла от греющего теплоносителя через теплопередающу)о стенку к нагреваемому потоку в тсплообменных аппаратах, в частности процесса теплообмена в теплоэнергетических агрегатах судовых энергетических установок.

Известно устройство для моделирования процесса теплоперсдачи в теплообменном аппарате, содержащее последовательно соединенные RC-звенья (11. Однако это устройство обеспечивает точное моделирование процесса передачи тепла от греющего теплоносителя через теплопсредающую стенку к нагревательному потоку лишь для теплообменных аппаратов, в которых имеет место идеальное перемешивание потоков в объемах, и, следовательно, значение температуры каждой среды одинаково по всей поверхности теплообмена.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, которое, как и данное устройство, выполнено в виде и последовательно включенных моделирующих блоков, каждый из которых содержит

2 четыре масштабных операционных усилителя, Т-образный RC-четырехполюсник и переменные конденсаторы (21. Моделирующие блоки содержат по два Т-образным

RC-четырехполюсника и резисторы.

Однако это устройство сложно, а точность его работы недостаточна.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности cro работы.

Эта цель достигается тем, что в каждом моделиру)о(цем блоке входы двух масштабных операционных усилителей являются его входами, а их выходы подключены к соответствующим в одам Т-образного RC-четырехполюсника и к первым входам двух других соответствующих масштабных операционных усилителей, выходы которых являются выходами моделирующего блока, а вторые входы подсоединены к выходу Т-образного RC-четырехполюсника, а переменные конденсаторы включены параллельно ре20 зисторам обратной связи каждого масштаба операционного усилителя.

Схема устройства для моделирования процесса теплопередачи в теплообменном аппарате приведена на чертеже

661568

Устроиство содержит моделирующие олоки 1 — )n.

Моделирующие блоки содержат масштабные операционные усилители 2 — 5 и

Т-образный RC-четырехполюсник 6.

Устройство работает следующим обра зом.

При изменении значений выходных температур греющего теплоносителя (1» ) нлн нагреваемого потока (V0) изменяются соответствующие величины входных напряжений U< и Ug .На RC-схемах с включенны мн в них усилителями 2 н 3 осуществляетс имитация движения частнц потоков по пер вой половине длины участка разбиения теплообменного аппарата.. Выходные сигналы усилителей 2 и 3 подаются на входы КСчетырехполюсннка 6, электрический выходной. сигнал которого имитирует температуру стенки на участке разбиения аппарата.

Одновременно выходные сигналы усилителей 2 и 3 подаются на соответствующие выходные усилители 4 и 5, к которым также приведен выходной сигнал RC-четырехполюс ника 6. Выходные сигналы усилителей 4 и 5 имитируют температуры соответственно греющего теплоносителя и нагреваемого потока иа выходе участка разГ>пения и являются входными сигнала ми последующего звена цепочечной схемы устройства для моделироваиия. При этом все последующие звенья схемы работают аналогично, а выходные электрические сигналы Ug„v () 1Г„последиего моделирующего блока и ч ити руют изменения температур греющего теплоносителя и нагревательного потока (t и V ) на выходе из теплообменного аппарата.

Прн изменениях значений скоростей гре.ющего теплоносителя и нагреваемого соответственно осуществляется изменение величин переменных сопротивлений К1 и К» и переменных электриче ких емкостей С и

С», которые приводят к переходным процессам в электрических цепях звеньев схемы данного устройства, и, следовательно, к изменению выходных напряжений, имитирующих температуры гревшего теплоносителя и нагреваемого потока на выходе из теплообменного аппарата.

Изменение длины зоны теплообмена, а следовательно, длин участков разбиения, имитируется путем измерения величин переменных сопротивлений R — R$Q в электрической емкости RC-четырехполюсника 6. Б рс ультате изменяются температуры потоков на выходе нз теплообменного аппарата.

При исключении из схемы устройства усилителей 4 и 5 и задания величины напряжения на входе в RC-четырехполюсннк 6, имитирующего температуру греющего теплоносителя, получается схема устройства для моделирования процесса теплопере..ачи в теплообменном аппарате с постоянной температурой греющего теплоносителя.

При дальнейшем исключении из схемы устройства входного сопротивления Ri и задания величины входного тока i, который имитирует тепловой поток, подводи мый к сФенке, получается схема устройства для моделирования процесса теплойередачи в теплообменном аппарате с независимым подфдом тепла.

t0 формула изобретения

Устройство для моделирования процесса теплопередачн в теплообменном аппарате, выполненное в виде и последовательно включенных моделирующих блоков, каждый из которых содержит четыре масштабных операционных уснлятеля. Т-образный RC-четырехполюсник и переменные конденсаторй отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности его работы, в каждом моделирующем блоке входы двух масштабных операционных усилителей являются его входа ми, а их выходы подключены к соответствующим входам Т-образного RC-четырехполюсника и к первым входам двух других соответствующих масштабных операционных усилителей, выходы которых являются выходами моделирующего блока, а вторые входы подсоединены к выходу Т-образного RC-vexvpexnoancenxa, а переменные конденсатбры включены параллельно резисторам обратной связи каждого

lo масштабного операционного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник «Динамические характеристикн цромышлеииых объектов регулирования», под ред. В. М. Руц(инского, М., изд. ИЛ

4 1960, с. 9 38, 2. Мирсепасси Т. Активно-пассивный электрический аналог для получения переходных хФфйФЧфйс байк зеплообмеыа. 1965, с. 4, № 1, 6. 75 — 83, Составитель Г. Сорокин

Редактор Л. Утехина Техред О. Луговаи Корректор к!. Лукач

Заказ 2454 45 Тираж lOSO Водиисиое

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений ° и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раувская наб., д.. 4/5

Филиал ПП П к Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4