Устройство для моделирования движения газа в газопроводах Советский патент 1986 года по МПК G06G7/57 

Изобретение относится к аналоговому моделированию.

Цель изобретения - повышение точности моделирования и расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности изменения гидравлического сопротивления газо- провода.

На чертеже представлена схема пред лагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 периодического напряжения, управляемый источник 2 постоянного напряжения, модели 3 участков газопровода, соединенные последовательно,, токовый вход 4 каждой последующей модели соединен с токовым выходом 5 каждой предьщущей модели, шину 6 нулевого потенциала, функциональный преобразователь 7 с транзисторами 8, настро ечные резисторы 9 и 10, первый 11 и второй 12 накопительные конденсато ры, первую 13 и 14 и вторую 15 и 16 пары неподвижных контактов переключателя 17, пару 18, 19 подвижных кон тактов переключателя, компаратор 20, третий 21 и четвертый 22 накопитель ные конденсаторы, ключ 23, стабистор 24 и переменный резистор 25.

Характеристика преобразователя имеет вид:

ди--ь,1-и,.

(1)

де uU - падение напряжения на преобразователе;ток через него; коэффициент;

напряжение смещения нуля, обусловленное неидеальностью транзисторов.

I

Ь,

и.

Устройство для моделирования движения газа в газопроводах работает следующим образом.

При подаче на вход модели 3 участка газопровода напряжения U/ от предыдущей модели или от модели компрессионной станции на первую модель через функциональный преобразователь 7 протекает ток 1. .

Падение напряжения на преобразователе определяется по формуле (1).Так как между выходом преобразователя и выходом модели включен стабистор 24,то можем записать

1 (01

Ui-u.r-bJi-Uc.u,..-.

20

25

где и. - выходное напряжение модели; начальное напряжение на

стабисторе при ; О;

5 г - дифференциальное сопротивление стабистора. Используя стабистор с номинальным напряжением стабилизации 0,7 В и регулируя начальный ток стабистора с 10 помош,ью резистора 25, можно установить u°,,s и,„ . Тогда., г

Ц-и,чГ-М,- 1, . (3)

откуда следует,что в предлагаемом устройстве устраняется смещение нуля характеристики преобразователя (ад- дитиЕ1ная погрешность) , но появляется ошибка, зависящая от рабочего тока 1 : и г L (мультипликативная погрешность). Поскольку для типовых значений г 4 15 Ом, I ь 5мА, величина и 5 0,065 В,что более чем в .10 раз .меньше , чем в известном устройстве, то точность моделирования в целом повышается.

Коэффициент Ь, характеристики (3) зависит от напряжения на конденсаторе 11 (источник питания преобразователя 7), который заряжается с помощью пе реключателя 17 и конденсатора 12 от источника постоянного напряжения. Этот источник в предлагаемом устройстве является управляемым, что позволяет, изменяя его напряжение, регулиро35 вать величину Ь.

Поскольку источник 2 соединен с контактами 15 и 16 всех переключателей, то величина Ь, изменяется одновременно и одинаково во всех моде 0 лях участков, что соответствует изменению коэффициента гидравлического сопротивления газопровода в целом. При любом положении переключателя 17 цепь питания преобразователя 7

5 изолирована от источника 2, поэтому использование общего для всего устройства источника 2 не влияет на точность моделирования непрерьшности газового потока.

50 Генератор 1, компаратор 20, конденсаторы 21 и 22 обеспечивают моделирование инерционных свойств участков газопроводов согласно уравнению

--ь,я:;(1г., (4).

1 + 1

55 , с/{

где t - время;

1. - выходной ток модели участка; bj - постоянный коэффициент.

Формула изобретения

Устройство для моделирования движения газа в газопроводахJсодержащее генератор периодического напряжения, цепочку из последовательно соединенных моделей участков газопровода, при этом каждая модель участка газопровода содержит функциональный преобразователь, первьй накопительный конденсатор, ключ, компаратор, второй, третий и четвертый накопительные конденсаторы и переключатель, причем функциональный преобразователь выполнен на транзисторах, базы которых объединены и соединены с первой обкладкой первого накопительного конденсатора своей модели и образуют токовый выход функционального преобразователя, коллекторы транзисторов в каж- дои модели через соответствукщие настроечные резисторы присоединены KTOKOBCJ- му входу функционального преобразо вателя, который является входом задания давления газа модели, переключа- тель состоит из двух пар неподвижных и одной пары подвижных контактов,при зтом первая пара неподвижных контактов переключателя соединена соответственно с первой и второй обкладками первого накопительного конденсатора, пара подвижньк контактов переключателя :оединена с первой и второй обкладками второго накопительного конденсатора, вторая обкладка первог накопительного конденсатора через соответствующие настроечные резисторы присоединена к эмиттерам транзисторов функционального преобразователя, первый вход компаратора соединен с выходом генератора периодического напряжения, выход компаратора соеди5 0 5

0

5

0

нен с управляющим входом ключа, информационный вход которого подключен к первой обкладке третьего накопительного конденсатора, вторая пара неподвижных контактов переключателя первой модели соединена с источником постоянного напряжения, выход ключа соединен с первой обкладкой четвертого накопительного конденсатора и шиной нулевого потенциала, вход задания давления газа первой модели участков газопровода является входом задания давления газа устройства, ; вход нулевого потенциала первой модели участков газопровода соединен с шиной нулевого потенциала, отличающееся тем,что, с целю повышения точности моделирования и расширения функциональных возможностей за счет возможности изменения гидравлического сопротивления газопровода, источник постоянного напряжения выполнен управляемым, в каждую модель участка газопровода введены стабистор и переменный резистор, первый подвижный вывод которого соединен с одним вьшодом стабистора, являющимся выходом расхода газа модели, с вторыми обкладками третьего и четвертого накопительных конденсаторов и вторым входом компаратора, второй вывод переменного резистора подключен к второй обкладке первого накопительного конденсатора, базы транзисторов функционального преобразователя соединены с другим выводом стабистора, вторая пара неподвижных контактов переключателя остальных моделей участков газопровода соединена с управляемым источником постоянного напряжения .

Редактор О.Бугир

Составитель И.Дубинина

Техред Л.Олейник Корректор А.Зимокосов

Заказ 2136/50 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород , ул. Проектная, 4

Изобретение относится к аналоговому моделированию. Цель изобретения - повьшение точности моделирования и расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности изменения гидравлического сопротивления газопровода.Это достигается за счет выполнения источника постояв ного напряжения управляемым и введения в каждую модель участка газопровода стабистора и переменного ре стора с соответствующими функциональными связями между ними и известными блоками устройства. 1 ил. § to to 05 4 CD