Устройство для моделирования аэродинамических процессов в шахтах Советский патент 1984 года по МПК G06G7/48 

1 Изобретение относится к аналогов вычислительной технике и может быть использовано при исследовании венти ляционных режимов шахт.в условиях внезапного выброса угля, породы и газа. Известно устройство для моделиро вания аэродинамических 1: оцессов в шахтах, , содержащее стабилизированный источник ЭДС и цепочку из последовательно соединенных четырех полюсников С 3Однако это устройство не обеспеч вает достаточной точности, так как не позволяет формировать фронты импульса напряжения, подаваемого на нагрузку. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирован аэродинамических процессов в шахтах которое содержит стабилизированньш источник ЭДС, ручной переключатель уровня выходного напряжения, подклю ченный к выходу тиристорного ключа, управляю1дий вход которого подключен к выходу одновибратора. При этом выход тиристорного ключа через формирователь импульса тока подключен к цепочке последовательно соединенн четырехполюсников 2. Недостатком этого устройства явзаданной крутизны заднего фронта им пульса напряжения на входе нагрузки аналогичной временным характеристикам давления в зоне выброса газа в шахтах. Следовательно, форма импульсов тока на нагрузке (четырехполюснике) не соответствует реальным расходным характеристикам газа при выбросе, Цотому что процесс разряда емкости на нагрузку является нерегулируемым, так как нельзя точно определить входное сопротивление нагрузки, поскольку оно является нелинейным и зависит от режима работы. Цель изобретения - повьшение точности моделирования аэродинамических процессов в шахтах. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее стабилизированный источник напряжения, модель вентиляционной сети, выполненную в виде цепочки последовательно соединенных четырехполюсников тиристорный ключ и первый одновибратор, выход стабилизированного источника напряжения соединен с входом 7 тиристорного ключа, управляющей вход которого подключен к выходу первого одновибратора, введены последовательно соединенные, дифференцирующий элемент, второй одновибратор и модель формирователя выброса га.за, выполненная в виде управляемого формирователя экспоненциального напряжения, вход опорного напряжения которого соединен с выходом тиристорного ключа, а выход подключен к входу первого четырехполюсника модели вентиляционной сети, а выходом устройства является выход модели формирователя выброса газа. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из стабилизированного источника 1 напряжения, тиристорного ключа 2, управляющий электрод которого соединен с выходом первого одновибратора 3, модели 4 формирователя выброса газа, выполненной на тиристоре 5 и переменном сопротивлении 6, сл.жащем совместно с переменным сопротивлением 7 и конденсатором 8 для задания крутизны переднего и заднего фронтов импульса напряжения. Режим работы тиристорного ключа 5 определяется длительностью импульса, вырабатываемого вторым одновибратором 9. Модель 4 сод ержит также диод 10. Одновибратор 9 запускается дифференцирующим элементом 11, подключенным к выходу первого одновибратора 3. Электрическая модель вентиляционной сети представляет собой четырехполюсники 12, собранные на линейньк сопротивлениях,.обмотках индуктивности и конденсаторах. Моделирование выброса газа производится путем формирования на входе нагрузки импульса напряжения, имеющего форму, аналогичную временным характеристикам давления в зоне выброса. Запуск устройства осуществляется одновибратором 3, вырабатывающим импульс длительностью Т-,, Этот импульс открывает тиристорный ключ 2, работающий.на нижнем участке характеристики (в режиме переключателя), в результате чего напряжение от источника 1 подается.на модель 4 .формирователя выброса газа. Емкость 8 начинает заряжаться от источника 1 по экспоненциаль.ному закону с постоянной времени, определяемой как прои-зведение величин сопротивления 7 и

емкости 8. Заряд емкости 8 продолжается в течение времени Т, пока открыт тиристорный ключ 2, до величины напряжения источника 1.

Дифференцирующий элемент 11 вьщеляет фронты импульса первого одновибратора. При эгом задним фронтом импульса одновибратора 3 запускается одновибратор 9, вырабатывающий импульс длительностью Т . Этот импульс открывает тиристорньй ключ 5, работающий в режиме малых токов (режим переключателя). Если сопротивление 6 гораздо меньше входного сопротивления нагрузки, то емкость 8 начинает разряжаться через сопротивление 6 по закону экспоненты с постоянной времени, определяемой произведением величины сопротивления 6 и емкости 8. После окончания импульса дополнительного одновибратора тиристор 5

закрывается и схема приходит в исходное состояние.

В результате, на входе нагрузки формируется импульс напряжения трапе цеидальной формы с раздельно регулируемыми передним и задним фронтами и длительностью Т Т + Т.

Форма импульса напряжения аналогична форме импульса давления в зоне выброса, а форма импульса тока на входе нагрузки соот-ветствует временным расходным характеристикам газа при выбросе и зависит от комплексног входного сопротивления нагрузки.

Таким образом, применение устройства позволяет повысить точность моделирования напорных и расходных характеристик газа в зоне выброса, а следовательно, и точность анализа вентиляционных систем шахт в условиях внезапных выбросов газа.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ШАХТАХ, содержащее стабилизированный источник напряжения, модель вентиляционной сети, выполненную в виде цепочки последовательно соединенных четырехполюсников, тиристорный ключ и первьй . -: „ t г;{:ял - I 881 Л80ТЕКА одновибратор, выход стабилизированного источника напряжения соединен с входом тиристорного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу первого одновибратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно дополнительно содержит последовательно соединенные дифференцирующий элемент, второй одновибратор и модель формирователя выброса газа, выполненную в виде управляемого формирователя экспоненциального напряжения, вход опорного напряжения которого соединен с выходом тиристорного ключа, i S выход подключен к входу первого четырехполюсника модели вентиляцион(Л ной сети, а выходом устройства является вьсход модели формирователя выброса газа. 00 ю ел