УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОКОРПУСНЫХ ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК Советский патент 1973 года по МПК G06G7/48 

1

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 являются результатом проектного расчета многокорпусной выпарной установки (например, количества греющего пара, поступаюш,его в последний корпус, количества пара самоисиарения 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 при перетоке его через аппараты противоточной многокорпусной выпарной установки.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для моделирования многокорпусных выпарных установок последовательно с резисторами, моделирующими полезный перепад температур но корпусам установки, включены источники э.д.с., напряжение которых 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

вскипания конденсата предыдущего корпусов, а также моделирующие количество тепла, затрачиваемое на нагрев ноступающего в каждый корнус раствора до температуры кипе ИЯ.

Это позволяет расширить класс решаемых задач и повысить точность моделирования.

Принципиальная схема устройства для случая моделирования статики теплового режима противоточной трехкорпусной выпарной установки изображена на чертеже.

К выводам в точке / подключается источник постоянного напряжения (на чертеже не показан), нропорционального темнературе греющего пара. К выводам в точке 2 нодключается источник постоянного напряжения, пропорционального температуре вторичного пара в последнем корпусе. В цепь между точками я 2 включены переменные резисторы 3, моделирующие термические сопротивления греюHUIX камер корпусов, и источники э.д.с. 4, напряжение которых пропорционально потерям температуры по корпусам на температурную и гидростатическую депрессии. Указанна электрическая цепь имеет участки 5, 5 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 5 и источниками э.д.с. 4 включены переменные резисторы 10. Резисторы 8 подключены к выходам рещающих усилителей 11, а резисторы 10 - к выходам рещающих усилителей 12. Входы решающих усилителей 11 и 12 подключены к точкам с потенциалами, пропорциональными температуре вторичного пара моделируемого и предыдущего корпусов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения постоянного тока, пропорционального температуре греющего пара, в точку / и напряжения, пропорционального температуре вторичного пара в последнем корпусе, в точку 2 за счет разности напряжений по главной цепи последовательно включенных резисторов 3 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 3 устанавливаются пропорционально термическим сопротивлениям греющих камер корпусов выпарной установки, то есть обратной величине их коэффициентов теплопередачи.

Падепия напряжения па резисторах 3 моделируют полезный перепад темнературы 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 пропорциопально 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 ;;.

Таким же образом через резистор 10 из главной цепи отводится ток, пропорциональный количеству тепла, затрачиваемого на нагрев 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 5 и 10, зависящих от термического сопротивления греющих камер и теплосодержания пара, поступающего в них, величины резисторов 8 и 10 приняты равными величине резисторов 3 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 3, прикладывается напряжение в точки 13 и 14 таким образом, чтобы протекающий по ним ток был пропорционален отбираемому количеству 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 }i Зк. резисторам 3;

б)Количество выпаренной воды по корпусам, отнесенное к 1 м поверхности нагрева,

как частное от деления падения напряжения на резисторах 3 на величину их сопротивления и теплоемкость вторичного пара, соответствующего температуре, пропорциональной напряжению в точках соединения резисторов 3, 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 пагрева 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 многокорпуспых 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 целью расширения класса рещаемых задач и повышения точности моделирования, оно содержит усилители, причем в каждом участке последовательно первому переменному резистору подключей источник э.д.с., а в узловую точку 1Щ

границе участков между источником э.д.с. предыдущего участка и первым переменным резистором последующего подключены постоянный и второй переменный резисторы, а также первый вход нервого 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 речистором, подключенным к общей точке соединения первого переменного резистора и источника э.д.с. каждого участка, а выход нервого усилителя подключен ко второму переменному резистору.