Устройство для моделирования потоков в разветвленной гидравлической цепи

 

377814

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт, свидетельства №

М. Кл. G 06g 7/57

Заявлено 04.Х.1971 (№ 1701378/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.1Ч.1973. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.VI.1973

Комитет по делам изабретеиий H открытий при Споете Мииистроо

СССР

УДК 681.333(088.8) Авторы изобретения

Заявитель

Ю. М. Мацевитый и Е. И. Бубликов

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОТОКОВ

В РАЗВЕТВЛЕННОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

:1

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и предназначено для автоматизации численных и графических операций, а также для отработки скачка потенциала при исследовании распределения расходов в разветвленной гидравлической сети на электрической модели. В частности, это имеет большое значение при моделировании потоков рабочего тела в турбинной ступени (для краткости ниже вместо понятия «рабочее тело» употребляется понятие

«пар»).

Информация о характере распределения потоков пара в турбинной ступени является весьма важной в связи с расчетом осевого усилия, а также при исследовании теплообмена в турбине.

До сих пор обычно утечки рассчитывались отдельно от основного потока, параметры которого определялись в процессе теплового расчета ступени и оставались фиксированными, не меняющимися с изменением утечек.

Известно устройство, которое позволяет решать задачу о распределении пара в ступени комплексно, не отрывая задачу определения утечек от основного потока, а учитывая взаимное их влияние.

Для учета использования в каналах рабочих лопаток энергии выхода пара из сопел в этом устройстве был применен искусственный прием, заключающийся в увеличении разности потенциалов за счет снижения потенциала в узле за ступенью и в постановке компенсационных сопротивлений в цепях устройства, параллельных основной цепи, на которых срабатывается излишняя для этих цепей разность потенциалов. В этом случае потенциал в узле за ступенью уже не соответствовал энтальпии за ступенью, а это при

10 комплектовании модели для нескольких ступеней создавало существенные трудности, т. к. поправки в потенциале накапливались, и определение истинной энтальпии требовало последующих сложных вычислений. Кроме

15 того, такое несоответствие между потенциалом и энтальпией не давало возможности прн дальнейшей модернизации модели использовать потенциал в качестве отправного параметра для учета изменения удельного

20 объема пара в зависимости от остальных параметровов.

Вторым обстоятельством, затруднявшим решение задачи на упомянутом выше уст25 ройстве, была необходимость предварительш. х расчетов и графических построений (треугольник скоростей) для определения скачка потенциала, связанного с использованием на рабочих лопатках энергии выхода пара из

ЗО сопл а.

377814

ЗО

Предлагаемое устройство, состоящее из логических электронных элементов, исключает численные и графические операции, а также отрабатывает сигнал, позволяющий автоматически вводить в цепь дополнительную разность потенциалов, моделирующую увеличение перепада энтальпии за счет использования энергии выхода пара из сопел.

С целью расширения класса решаемых задач предлагаемое устройство содержит сумматоры-вычитатели, блоки умножения, подключенные ко входам первого и второго сумматоров-вычитателей, серводвигатель, ротор которого механически соединен с блоком нагрузки, подключенные к серводвигателю усилитель переменного тока и модулятор, вход которого соединен с третьим сумматоромвычитателем, подключенным соответственно к первому и второму сумматорам-вычитателям, блок извлечения корня, соединенный с первым сумматором-вычитателем, блок деления граничных условий, соединенный со вторым сумматором-вычитателем, причем общая точка соединения первого и третьего сумматоров-вычитателей подключена к нелинейному элементу.

Блок-схема предложенного устройства приведена на чертеже, где приняты следующие обозначения:

1 — 8 — сумматоры-; 4 — блок извлечения корня; 5 — модулятор; б — усилитель переменного тока; 7 — серводвигатель;

8 — источник питания; 9 — блок нагрузки источника питания; 10 — 18 — блоки умножения;

14 — нелинейны" ; 15 — блок деления граничных условий; 16 — следящая система.

Элемент 1б представляет собой следящую систему, которая служит для осуществления скачка потенциала, моделирующего увеличение перепада энтальпии за счет использования в сопле энергии выхода пара из предыдущей ступени.

В случае моделирования одной ступени следящая система 1б может быть заменена подводом соответствующего потенциала от делителя 15 граничных условий.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения из узлов, соответствующих состоянию пара за предыдущей ступенью и за соплом данной ступени, а также из узла, соответствующего состоянию пара с повышенной энтальпией за счет использования энергии выхода пара из предыдущей ступени, подаются через блоки умножения 10 и 11 на вход сумматора-вычитателя 1. РезультируюЙ щий сигнал поступает на вход блока 4 извлечения корня и один из входов сумматора-вычитателя 2 (через блок умножения 18). На остальные два входа сумматора-вычитателя

2 подаются напряжения с блока 15 деления граничных условий и выхода блока 4 извлечения корня (через блок умножения 12), а результирующий сигнал задается на вход сумматора-вычитателя 8, на остальные входы которого поступают напряжения из узлов модели, соответствующих состоянию пара за соплом данной ступени и состоянию пара с повышенной энтальпией за счет использования энергии выхода пара из сопла.

Сигнал рассогласования с выхода сумматора-вычитателя 8 через модулятор 5 подается на усилитель б, серводвигатель 7, ротор которого механически связан блоком нагрузки 9, включенным в цепь дополнительного источника питания 8.

Регулирование происходит до тех пор, пока сигнал рассогласования, поступающий с сумматора-вычитателя 8, не будет равен нулю, т. е. пока в модель не будет введена разность потенциалов, пропорциональная увеличению энтальпии за счет использования энергии выхода пара из сопла.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования потоков в разветвленной гидравлической цепи, содержащее источник питания с подключенным к нему блоком нагрузки и нелинейные элементы, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит сумматоры-вычитатели, блоки умножения, подключенные ко входам первого и второго сумматоров-вычитателей, серводвигатель, ротор которого механически соединен с блоком нагрузки, подключенные к серводвигателю усилитель переменного тока и модулятор, вход которого соединен с третьим сумматором-вычитателем, подключенным соответственно к первому и второму сумматорам-вычитателям, блок извлечения корня, соединенный с первым сумматором-вычитателем и через первый блок умножения со вторым сумматором-вычитателем, блок деления граничных условий, соединенный со вторым сумматором-вычитателем, причем общая точка соединения первого и третьего сумматоров-вычитателей подключена к нелинейному элементу.

377814

Редактор Б. Нанкина

Заказ 1723/15 Изд. № 1393 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Тимохина

Техред Г. Дворина

Корректоры: М. Коробова и Л. Корогод