Устройство для моделирования многокорпусных выпарных установок

 

,л. -, ); ? -)н т:

О П-И С -А Н И Е 3623I9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союэ Советскиэ

Социалист ическиа

Республин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.XI I.1970 (№ 1600266/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

М. К,л. G 06g 7/48

Комите по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.333(088.8) Опубликовано 13.XII.1972. Бюллетень № 2 за 1973.

Дата опубликования описания 5.11.1973

Автор изобретения

Ю. Н. Пискунов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОКОРПУСНЫХ

ВЪ|ПАРНЫХ УСТАНОВОК

Изобретение относится к аналоговым электрическим моделям промышленных аппаратов и предназначено для моделирования теплового режима противоточных и прямоточных многокорпусных выпарных установок на стадии проектирования и в процессе определения оптимального режима эксплуатации.

Известны устройства с переменными резисторами, предназначенные для моделирования многокорпусных выпарных установок.

К недостаткам указанных устройств относятся: а) необходимость задания в качестве исходных параметров, которые обычно явллютсл результатом проектного расчета многокорпусной выпарной установки (например, количества греющего пара, поступающего в последний корпус, количества пара самоиспарения и т. п.); б) невозможность определения температурного режима установки; в) невозможность определения поверхности нагрева выпарных аппаратов, соответствующей заданной производительности установки; г) отсутствие учета изменения количества выпаренной воды по корпусам за счет использования тепла паров вскипания конденсата вторичного пара в последующих корпусах; д) отсутствие учета количества тепла, затрачиваемого на нагрев раствора до температуры кипения прн перетоке его через аппараты противоточпой многокорпусной выпарной установки.

Сущность изобретения заключается в том, 5 что в устройство для моделирования многокорпусных выпарных установок последовательно с резисторами, моделирующими полезный перепад температур по корпусам установки, включены источники э.д.с., напряжение кото10 рых пропорционально температурным потерям в каждом корпусе, а также введены резисторы и решающие усилители, моделирующие разность количества тепла, уходящего с конденсатом данного и поступающего с парами

15 вскипания конденсата предыдущего корпусов, а также моделирующие количество тепла, затрачиваемое на нагрев поступающего в каждый корпус раствора до температуры кип"ния, 20 Это позволяет расширить класс решаемых задач и повысить точность моделирования.

Принципиальная схема устройства длл случая моделирования статики теплового режима противоточной трехкорпусной выпарной уста25 новки изображена на чертеже.

К выводам в точке 1 подключается источник постоянного напряжения (на чсртсже нс показан), пропорционального температуре греющего пара. К выводам в точке 2 подклю30 чается источник постоянного напряжения, про,36234 О порционального температуре вторичного пара в последнем корпусе. В цспь между точками

1 и 2 включены переменные резисторы 3, моделирующие термические сопротивления греющих камер корпусов, и источники э.д.с. 4, напряжение которых пропорционально потерям температуры по корпусам на температурную и гидростатическую депрессии. Указанная электрическая цепь имеет участки 5, б и 7, моделирующие процессы теплопередачи по каждому из корпусов. На границах участков между резисторами 3 и источниками э.д.с. 4 в цепь включены переменные резисторы 8 и постоянные резисторы 9, а внутри каждого участка между резисторами 8 и источниками э.д.с. 4 включены переменные резисторы 10.

Резисторы 8 подключены к выходам решающих усилителей 11, а резисторы 10 — к выходам решающих усилителей 12. Входы решающих усилителей 11 и 12 подключены к точкам с потенциалами, пропорциональными температуре вторичного пара моделируемого и п р еды ду щего кор пу сов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения постоянного тока, пропорционального температуре греющего пара, в точку 1 и напряжения, пропорционального температуре вторичного пара в последнем корпусе, в точку 2 за счет разности напряжений по главной цепи последовательно включенных резисторов 8 и источников э.д.с.

4 на каждом участке 5, б, 7 протекает ток, пропорциональный количеству тепла, передаваемого через греющую поверхность соответствующего корпуса. Величины переменных резисторов 8 устанавливаются пропорционально термическим сопротивлениям греющих камер корпусов выпарной установки, то есть обратной величине их коэффициентов теплопередачи.

Падения напряжения на резисторах 3 моделируют полезный перепад температуры соответствующих корпусов.

Для моделирования потерь температуры на температурную и гидростатическую депрессии и обеспечения их постоянства при моделировании изменения производительности установки с сохранением заданной концентрации, отрицательное напряжение источников э,д.с. 4 устанавливается пропорционально этим потерям по корпусам.

Ток, пропорциональный разности между теплом, уходящим из греющих камер с конденсатом, и теплом, приходящим с парами вскипания конденсата предыдущих корпусов, отводится из главной цепи через резисторы 8, падение напряжения на которых устанавливается автоматически пропорционально температуре вторичного пара в данном и предыдущем корпусах при помощи решающих усилителей 11.

Таким же образом через резистор 10 из главной цепи отводится ток, пропорциональный количеству тепла, затрачиваемого на на55

5

З0

50 грев поступающего в аппараты раствора до температуры кипения.

Падение напряжения на резисторах 10 устанавливается автоматически решающими усилителями 12 пропорционально разности температур в соседних корпусах.

Для исключения операции расчета величин резисторов 8 и 10, зависящих от термического сопротивления греющих камер и теплосодержания пара, поступающего в них, величины резисторов 8 и 10 приняты равными величине резисторов 8 соответствующих корпусов.

При необходимости моделирования многокорпусной выпарной установки с заданным промежуточным отбором тепла с паром к постоянным резисторам 9, величины которых устанавливаются с учетом принятых масштабов моделирования одного порядка с резисторами

8, прикладывается напряжение в точки И и 14 таким образом, чтобы протекающий по ним ток был пропорционален отбираемому количествуву тепла.

В процессе моделирования определяются: а) распределение температур кипения раствора и вторичного пара по корпусам путем измерения напряжения относительно «земли» в точках подключения резисторов 10 и 8крезисторам 8; б) количество выпаренной воды по корпусам, отнесенное к 1 м поверхности нагрева, как частное от деления падения напряжения а резисторах 8 на величину их сопротивления и теплоемкость вторичного пара, соответствующего температуре, пропорциональной напряжению в точках соединения резисторов

8,8,9; в) поверхность нагрева при условии равенства ее для всех аппаратов как частное от деления заданной производительности установки по выпаренной воде на сумму количества выпаренной воды, получаемой от 1 м поверхности нагрева каждого корпуса; г) изменения температурного режима и производительности установки при дискретном изменении термических сопротивлений греющих камер каждого корпуса, температуры греющего пара и вакуума в последнем корпусе, т. е. температуры вторичного пара в этом корпусе; д) изменение температурного режима при изменении количества тепла, отбираемого с экстра-паром из любого корпуса установки.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования многокорпусных выпарных установок, содержащее резисторы и источники э.д.с. и состоящее из последовательно соединенных участков, моделирующих процесс теплопередачи по каждому корпусу, отличающееся тем, что, с цельюрасширения класса решаемых задач и повышения точности моделирования, оно содержит усилители, причем в каждом участке последовательно первому переменному резистору подключен источник э.д.с., а в узловую точку на

462,349

Составитель Е. Тимохина

Техред Т, Миронова! сдактор Б. Нанкина

Корректоры: A. Николаева и Л. Корогод

Заказ 120/4 Изд. № 1023 Тираж 404 Подписное

Цг1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 границе участков между источником э.д.с. предыдущего участка и первым переменным резистором последующего подключены постоянный и второй переменный резисторы, а также первый вход первого усилителя, второй вход которого соединен с первым входом второго усилителя, вторые входы которых соединены с первым входом первого усилителя каждого участка и с первым входом второго усилителя последующего участка, а выход второго усилителя соединен с третьим переменным резистором, подключенным к общей точке сосдннс5 ння первого переменного резистора н источника э.д.с. каждого l èñòêà, а выход первого у илитсля подключен ко второму псрсмс ному резистору.