Устройство для моделирования агрегатного состояния в парожидкостной системе Советский патент 1974 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к моделированию процесса изменения агрегатного состояния в парожидкостной системе и может быть применено при моделировании тепло- и массообменных процессов в тарельчатых или насадочных разделительных колоннах и других аппаратах.

Известно устройство для моделирования процесса изменения агрегатного состояния в парожидкостной системе.

Однако оно моделирует только одну сторону этого процесса - кипение жидкости и имеет сложную конструкцию, включающую нелинейные элементы - блок деления и вентильный элемент.

Цель изобретения - расширить класс решаемых задач и упростить устройство.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что содержит блок моделирования величины равновесного давления и блок моделирования величины результирующего потока, причем выход блока моделирования величины равновесного давления подключен ко второму входу сумматора, выход которого подключен ко входу усилителя, а выход блока моделирования величины результирующего потока подключен ко второму входу суммирующего интегратора.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство состоит из интегратора 1, сумматора 2, усилителя 3, блока 4 моделирования

величины результирующего потока, блока 5 моделирования величины равновесного давления 5.

На входные клеммы устройства 6 и 7 подаются напряжения, пропорциональные результирующему материальному потоку, связанному с газовой фазой (на клемму 6). и равновесному давлению, величина которого определяется составом и равновесной температурой (на клемму 7). С выходной клеммы 8 снимается напрял ение, пропорциональное количеству сконденсированного пара (при отрицательном знаке напряжения) при испаренной жидкости (при положительном знаке напряжения).

Работа устройства заключается в следующем.

При наличии напряжения на клемме 7 и отсутствии напряжения на клемме 6 напряжения на клеммах 7 и 9 равны по величине и противоположны по знаку, что соответствует равенству текущего давления равновесному. Тогда на выходе блоков 2, 3 и клемме 8 сигнал равен нулю, т. е. отсутствует процесс конденсации пара или кипения жидкости. Если на клемму 6 подается, например, полол ительное напряжение, что соответствует физической картине превышения втекающих в газовую фазу материальных потоков над вытекающими,

на выходе интегратора 1 (клемма 9) с постоянной скоростью начинает расти напряжение. На выходе сумматора 2 (клемма 10) появляется напряжение, которое усиливается усилителем 3 (клемма И), и подается на вход интегратора 1 (клемма 12) и выходную клемму 8. Это напряжение (отрицательного знака) пропорционально количеству сконденсированного пара, необходимого для сохранения равновесия в системе. Напряжения на клеммах 6 и 12 интегратора 1 становятся равными по величине, но противоположны- по знаку. При этом прекращается изменение напряжения на выходе интегратора, что соответствует физической картине равенства втекающих и вытекающих материальных потоков и, соответственно, равенству текущего давления равновесному. Если на клемму 6 подается отрицательное напряжение, что соответствует физической картине превышения вытекающих из газовой фазы материальных потоков над втекающими, устройство работает аналогично описанному, но с выходной клеммы 8 снимается напряжение (положительного знака), пропорциональ.ное количеству испаренной жидкости.

Точность совпадения напряжений на клеммах 7, 9 и величина напряжения на выходной клемме 8 зависят от коэффициента усиления усилителя 3, величина которого для практических расчетов выбирается в пределах 100 + + 1000.

Таким образом, предлагаемое устройство отражает физическую сущность процесса изменения агрегатного состояния в парожидкостной системе и является моделью этого процесса, а кроме того, имеет ряд преимуществ, заключающихся в том, что позволяет моделировать как процесс конденсации пара, так и процесс кипения жидкости, является единой моделью статики и динамики процесса, имеет простую конструкцию, не содержащую нелинейных блоков, и обеспечивает требуемую точность.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования агрегатного состояния в парожидкостной системе, содержащее суммирующий интегратор, выход которого подключен к первому входу сумматора, и усилитель, выход которого подключен к

первому входу суммирующего интегратора, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач и упрощения устройства, оно содержит блок моделирования величины равновесного давления и блок моделирования величины результирующего потока, причем выход блока моделирования величины равновесного давления подключен ко второму входу сумматора, выход которого подключен ко входу усилителя, а выход блока моделирования величины результирующего потока подключен ко второму входу суммирующего интегратора.