УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ УЧАСТКА СЕТИ ТРУБОПРОВОДОВ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/56 

Изобретение -относится к аиалоговюй вычислительной технике.

Иавбстлы устройства для электрического моделирования газовых, вентиляционных и гидравлических сетей (электрические модели), содержащие в качестве элвкт рических аналОГО|В электроиные ла.мпы (пентоды) или диОД|Ные функциональные лреобразоеатели, соиротиелемие которых увеличивается то соответствующему закону с ростом приложен ного к ним напряжения.

Однако эти Модели (активные двухполюсники) громоздки и сложны, так как для них нужны aBTOHOMiOibre стабилизированные источники опорных -напряжений. Предлагаемая модель не Т1ребует опорных напряжений (пасСИИНЫЙ двухполюсник), и при ЭТ01М по Т01Ч1НОсти воспроизводимой нелинейности и юерекрытию по коэффициенту нелинейности не уступает из-вестным устройствам. Кроме того-, каМПактность и про-стота схемы устройства позволит их комбинировать в -последовательно параллельные труппы, что может значителыно расщирит-ь их -возможности но перекр-ытию коэффициента иелинейности.

В предлагаемой модели для «сключе-ния авто1Н01Мных ста|билиз-нро.ва-нных источников опорных напряжений, упрощения схемы и ум&ньщения га-баритов применяют составной транзистор (схеша Дарлингтона), на вход ко-торо-го через сопротивления обратной связи включен составной диод (диод, состоя-щий в общем из одного-трех разнотипных полупроводниковых диодов) с соответствующим образоМ деформированной вольтамперной характеристикой. Необх-одимая те.мпературная ст а б и л ьн OiCTb вое nip оизвод н.м ой н е л нн е ст и обес-печнвается, с одной стороны, с помощью сопротивления, вкл-юченного в цепь эмиттера составного транзистора, и с другой стороны - с помощ-ью составного диода,.

Дл-я более эффективной те тературной стабилиза-ции и дл-я устранения воз-можиого появления гистерезис-ной петли, которая является следствием значительной разницы -между температурой 01Кружаюп1ей среды -и температурой тела транзнстора, устройство следует .выполнить так, что-бы обеспечить максимальный температурный контакт 1между 1корнуса:ми составного диода и транзистора.

Распределение жидкости и газа в произ|ВО-дст1венных сетях в общем случае онре-дсляется системой уравнений вида:

f,(P)i , AP,: f,(P/). i Q/-0;

где APt - потеря давления на i-йОМ учаiCTiKe iceTH; Кг - козффици-ент сопротивления t-iro

участка сети; Qt - расход- жидкости или таза на

г-иом участке сети;

Отгип,- - показатели стапени, зависящие от -физических свойств жидкости или 1га-за, шероховатости стенок трубопровода и режима движения -жидкости (газа); I - |но.мер участка сети; / - номер узла сети; PJ -давление в /-eoiM узле сети; Pj+i - давление в /+1-ом узле;

ft - и-екоторая функция, обозна-чающая расходно-налорную характеристику источиика (разности давлений;), включенного в сеть ла t-iH-oM участке.

В системе уравнений (1) /первое уравнение представляет со-бой закон сопротивле-ни-я при движении жидкост-ей или газ-ов ino трубопроводам, вт-оро-е уравнение - характеристику источника разности давления, третье усло.вие - неразрывность потока для узла сети и ч-ет1вер|Гое - закон однозначности напора в точке замкиутог-о контура сети.

В электрической модели рассчТТыва-емой сети распределени-е сил тока и напряжений должно опред-еляться систем-ой уравнений (2) аналогичной ,с-истеме ура-внений (1)

Д1/, : А1/г ft(I)2/, О SAI/ 0;

,,V.-Vj,,(2)

гдеАУг -падение напряж-ения я-а

участке модели;

/г - .сила тока в г-ОиМ участке модели;г - коэф-фициент союрютивления

иго участка;

П{ - показатель степени; f - номер участка модели; / - номер узла модели; Vj+i и V} - электрические потенциалы в

узлах модели;

fi- фуикщия аналогичная характеристике источника натуры. В системе ура1вде1ний (2) первое уравнение представляет собой закои сопро-тивления при -протекании тока п-о элементу, моделирующему трубопровод, второе - вол-ьтамперную характеристику эл-ектрического исто-чника разности давл-ений; третье - первый закон Киркгофа для узла -электрической цепи; -четвертое - второй закон Кир|кгофа.

-Между -гидравличеокими величина|М-и должны существовать зависимости

{P) mp&Vi

Ki lnuRi,

(3)

где т-р, Шд, nik-мас-щтабные коэффициенты. Мас-штабные коэффициенты связаны между со-б-о-й соот1НОшение|М

mp mhmQ

Таким образом, составив по только что излолсенным правилам электрическую модель изуч-аемой газовой (гидравл-ической) сети и измеряя на -сети электрические величины, МОЖ1НО потом по -формулам (3) определить

интересующие нас величины с натуры.

На чертеже показанаг схема, Лредна-знач-енная для моделей, работаю-щих на пост-оянiHiOiM токе. -Она состоит из составного, транзистора TI,

TZ, 1на вход которого через резисторы Ri и обратНО-й с-вязи в ключен составной диод с соответствующим о-бразом деформированной вольтамю-ерн-ой характеристикой вх-одного 1выпрямителя В (IB -соответствии ic уравнением И К, для области, лде. коэффициент усил-ения ,по току составного трднзистора постоянный, IHO поскольку в ра-бочей области несколько иэмееяется, то при наладке потре-буется учесть этот факт).

С 1ПОМОЩ.ЫЮ за-жимов а, а схема включается в о-бщу-ю Электрическг ,ю модель газовой сеги. Полученный двухполюсник служит сопротивлением, вели-чина которого авт-аматически изменяется в зависи-мо1сти от напряжения на зажимах а, а таким образом, что, -обеспечивается получе-ние требуемой вольтамперной характеристи-ки вида .

И|зм-енание коэф-фициента сопротивления Л - CiX-емы осуществляется р-езисторами R,

И R2.

Из предлагаемых элементов (элеистрических моделей участков) можно собрать электриче СКую ;модель любой вентиляционной, газовой или гидравлической сети.

П р -е д м е т изобретения

Устройство для моделирования участка ceiти трубопров-одов -для транспортировки текучих сред, содержаще-е составной Т|ранзист10р,

1М01Стиковый вы1пря1митель и -переменные резисторы, отличающееся тем, что, с- целью упрощения устр|ойства и 1повы-шения его надежности, а также уменьшения -его габаритов, оно выпол1нен-о в виде электрической схемы

1па1с1сивного двухполю н-ика. с состав1ным диоДО1М, в котором на вкод составного транзистора через резисторы обратной связи включен составной диод.