Устройство для моделирования теплообменника

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЖРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА, содержащее блок .умножения, четьфе сумматора, блок моделирования теплового потока от стенки к хладагенту, выполненный в виде умножителя, блок моделирования температуры стгенки, вьтолненный в виде интегратора, и четыре масштабных усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два блока деления, блок формирования коэффициента теплоотдачи и блок формирования коэффициента теплопередачи, выполненные в виде блоков воспроизведения нелинейности типа экспоненты , и первый и второй блоки задержки , входы которых являются соответственно входом задания температуры хладагента устройства и входом задания температуры греющего теплоносителя устройства, вход задания расхода хладагента которого соединен непосредственно с входом блока воепроизведения нелинейности типа экспоненты блока формирования коэффициента теплоотдачи и через первый мае-. штабньш усилитель соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого является выходом формирования температуры хладагента устройства, вход задания теплового расхода которого, соединен непосредственно с входом блока воспроизведения нелинейности типа экспоненты блока (формирования коэффициента теплопередачи и через второй масштабный усилитель соединен с первым входом второго блока деления , выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого является выходом формирования температуры греющего (Л теплоносителя устройства, выход первого блока задержки соединен с вторым входом первого сумматора и с.первым входом третьего сумматора, выход . которого подключен к первому входу умножителя, выход которого соединен ; непосредственно с вторымвходом первого блока деления и через третий масштабный усилительс первым входом интегратора, выход которого является выходом формирования температуры стенки устройства и подключен к второму входу третьего сумматора и к первому входу четвертого сумматора , выход которого соединен с первым входом блока умножения, выход которого соединен непосредственно с BTOpbtM входом второго блока деления и через четвертый масштабный усилитель соединен с вторым входом интегратора, выход второго блока задержки подключен к вторым входам второго и четвертого сумматоров, выход блока вое

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(5() G 06 G 7/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 9 : ( р р

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ ИОТН ЫТИЙ (21) 3688444/24-24 (22) 04.01.84 (46) 15.07.85. Бюл. Ф 26 (72) Ю.Ф.Петров (71) Ордена Трудового Красного

Знамени всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических- смол (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 661568, кл. G 06 G 7/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 295123, кл. G 06 G 7/56, 1971. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКА, содержащее блок .умножения, четыре сумматора, блок моделирования теплового потока от стенки к хладагенту, выполненный в виде умножителя, блок моделирования температуры стенки, выполненный в виде интегратора, и четыре масштабных усилителя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два блока деления, блок формирования коэффициента теплоотдачи и блок формирования коэффициента теплопередачи, выполненные в виде блоков воспроизведения нелинейности типа экспоненты, и первый и второй блоки задержки, входы которых являются соответственно входом задания температуры хладагента устройства и входом задания температуры греющего теплоносителя устройства, вход задания расхода хладагента которого соединен непосредственно с входом блока воспроизведения нелинейности типа экспоненты блока формирования коэффициента теплоотдачи и через первый мас-. штабный усилитель соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход которого является выходом формирования температуры хладагента устройства, вход задания теплового расхода которого соединен непосредственно с входом блока воспроизведения нелинейности типа экспоненты. блока формирования коэффициента теплопередачи и через второй масштабный усилитель соединен с первым входом второго блока деле. ния, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход которого является выходом формирования температуры греющего теплоносителя устройства, выход первого блока задержки соединен с вторым входом первого сумматора и с,первым входом третьего сумматора, выход которого подключен к первому входу . умножителя, выход которого соединен непосредственна с вторым входом пер вого блока деления и через третий масштабный усилитель - с первым входом интегратора, выход которого является выходом формирования температуры стенки устройства и подключен к второму входу третьего сумматора и к первому входу четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом блока умножения, выход которого соединен непосредственно с вторым входом второго блока деления и через четвертый масштабный усилитель соединен с вторым входом интегратора, выход второго блока задержки подключен к вторым входам второго и четвертого сумматоров, выход блока вос1167629 произведения нелинейности типа экспоненты блока формирования коэффициента теплоотдачи соединен с вторым входом умножителя, выход блока де юАо 8,,8г

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования жидкостных прямоточных кох<ухотрубчатых теплообменников и теплообменников типа труб в трубе.

Цель изобретения — повышение точности моделирования и упрощение устройства.

На чертеже приведена схема пред- 10 лагаемого устройства.

Устройство содержит блок формирования коэффициента теплоотдачи, выполненный в виде блока 1 воспроизведения нелинейности типа экспоненты,15 блок формирования коэффициента теплопередачи, выполненный в виде блока 2 воспроизведения нелинейности типа экспоненты, блок моделирования теплового потока от стенки к хлад- gp агенту, выполненный в виде умножителя 3, блок 4 умножения, блоки 5 и 6 деления, масштабные усилители 7-10, блок моделирования температуры стенки, выполненный в виде интегратора 25

11, сумматоры 12-15, блоки 16 и 17 задержки.

Предлагаемое устройство для моделирования теплообменника построено на основании следующих кинетических и балансовых уравнений теплообмена

С777, 7 " "С щ

° "св

2 (7) 8,-6,(t -,)

n ecm-8 о(-". > бП cm

35 (2) (3) 40

7г (7. е ñ m I (9) (4) I (5) 45 где f 7 (

8 =п1, С„(8;8„(<--,Я;

8.о(-"i)-, сп

ez gem

e,=, p,te„C,1-",)-8,) cI ecm

6с Ccm dt 02 а17 воспроизведения нелинейности типа экспоненты блока формирования «оэффициента теплопередачи подключен к второму входу блока умножения. входные и выходные температуры соответственно первого и второго теплоносителей вес и температура стенки; удельные теплоемкости теплоносителей и стенки;

К,Жг —. коэффициенты теплоотдачи;

F — поверхность теплообмена, m 1,,mz — расходы теплоносителей, о; — время транспортного запаздывания, 1 = Г,2.

Из уравнений (1). и (2) выражают температуру первого теплоносителя (хладагента) на выходе теплообменника через температуру стенки 1 8C (Cm 8iO(-"" Ц

Преобразуют уравнение (2) с учетом (6) -ж,F /77,С, где 7 71 =m1с „(1 е ), Аналогично из. уравнений (3) и (4) определяют

8 =8 +(g 67 ) е с г "/1717.сг (8) Подставляя значение бг в уравнение (4), получают

Таким образом, д сп 1 д G ($2(В20(t 1 e ) (10) В о "}+—

1 С1

От =В о("Л (12) Уравнения (10), (11) и (12) являются исходными для моделирования теплообменника и составляют основу предлагаемого устройства.

Устройство работает следующим образом.

При изменении расхода одного иэ теплоносителей (например, хладагента) изменяется величина напряжения щ .

Блок 1 рассчитывает значение функций Р, которая имитирует изменение коэффициента теплоотдачи от рас" хода и одновременно учитывает среднелогарифмическую разность температур по длине теплообменника. При этом функция <Р, =f(m <) рассчитывается заранее, причем каждому значению

m < соответствует определенная величина Ы,, определяемая IIo критериальному уравнению. Выходной сигнал с блока 1 поступает на умножитель 3, на второй вход которого подается сиг167629 ф нал, имитирующий разность температур между стенкой и входной температурой хладагента. Выходной сигнал умножителя 3 имитирует тепловой поток от стенки к хладагЬнту. Изменение величины теплового потока приводит к изменению напряжения на выходе интегратора 11, имитирующего температуру стенки. Это приводит к

10 одновременному изменению величины второго теплового потока О . Изменение величин теплового потоков Q вызывает изменение напряжений на выходе соответствующих блоков 5 и 6 деления, которые имитируют приращение (убыль) температур хладагента и греющего теплоносителя. При этом изменение напряжений на выходе сумматоров 14 и 15 имитируют переходные процессы по

2р температуре в соответствующих теплоносителях на выходе теплообменника.

В случае изменения температур одного из теплоносителей (например, хладагента) на входе в теплообменник

25 изменяется величина напряжения Вю, которое подается на вход блока 16 задержки. Блок 16, задержки имитирует время прибывания хладагента в теплообменникс. Таким образом, изменение . напряжения на выходе сумматора 14, имитирующее выходную температуру хладагента, начинается через некоторое время,, определяемое настройкой блока 16.

1167629

Составитель В.Рыбин

Редактор Н.Киштулинец Техред А.Бабинец Корректор Г.Решетник

Заказ 4438/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для моделирования теплообменника Устройство для моделирования теплообменника Устройство для моделирования теплообменника Устройство для моделирования теплообменника 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и преимущественно может использоваться в аналоговой технике

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для математического моделирования процессов теплои массопередачи

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для решения задач восстановления (определения допустимых комбинаций) краевых условий на частях границы области

Изобретение относится к области аналоговой вьгчислительной техники и может быть использовано для решения задач оптимального размещения источника физического поля с учетом ограничений на значения физического поля в контролируемых точках области и ограничений на местоположение источника в области

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может бь1ть 41спользовано для моделирования процесса передачи тепла от греющего теплоносителя к нагреваемому потоку в теплообменном аппарате

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для одновременного определения внешних (коэффициент теплеетдачи) и внутренних (коэффициент теп;- лопроводности) параметров теплопереноса

Изобретение относится к гибридной вычислительной технике и предназначено для моделирования нелинейных задач теплопроводности

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для расчета температурной зависимости теплопроводности материалов путем решения внутренней обратной задачи
Наверх