Устройство для моделирования лучистого теплообмена Советский патент 1977 года по МПК G06G7/56 

1

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и предназначено для решения задач теплопроводности с учетом лучистого теплообмена.

Известно устройство для моделирования лучистого теплообмена 1, содержащее модели исследуемых тел, функциональные преобразователи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования лучистого теплообмена 2, содержащее / -сетку, подключенную ко входу первого функционального преобразователя, блок задания граничных условий, выход которого соединен со входом второго функционального преобразователя и с первым входом блока измерения напряжения, выход которого через усилитель подключен к первому входу арифметического блока, выходы первого и второго функциональных преобразователей соединены соответственно со входами сумматора.

Недостатком известных устройств является то, что они не учитывают зависимости степени черноты от температуры тел, участвующих в лучистом теплообмене, и содержат электромеханическую следящую систему, обладающую инерционностью и снижающую надежность работы.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей устройства путем учета зависимости степени черноты от температуры тел, участвующих в лучистом теплообмене. Это достигается тем, что в предлагаемое

устройство введены блок умножения, блок интегрирования, блок управления и третий функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом У -сетки, а выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу сумматора, выход блока умножения соединен со вторым входом арифметического блока, выход которого через блок интегрирования подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом ./ -сетки, выход блока управления подключен ко второму входу блока измерения напряжения.

Иа чертеже представлена блок-схема устройства для моделирования лучистого теплообмена.

Устройство содержит R-cerny 1, блок задания граничных условий 2, блок зправления 3, блок измерения напряжения 4, усилитель 5 иостоянного тока с гальванически разъединенными цепями входа и выхода; функциональные преобразователи 6-8, сумматор 9, блок умножения 10, арифметический блок И, блок интегрирования 12. Лучистый теплообмен, происходящий между теплоизлучающим телом и средой, оиределяется следующей зависимостью между тепловым потоком и температурами тела и среды

Q, e(r,)C,(n-Tl)

где .(Ti) -степень черноты тела,

Со -коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Ti - температура излучающего тела, TZ - температура среды. Устройство работает следующим образом.

Напряжение граничной точки | -сетки 1, пропорциональное температуре излучающего тела, и напряжение с выхода блока граничных условий 2, моделирующее температуру среды, ноступают на входы функциональных преобразователей 6 и 7, на которых входные сигналы возводятся в четвертую степень.

Функциональные преобразователи 6 и 7 соединены через резисторы с сумматором 9, выходное напряжение которого пропорциональное (Ti-Т2 ), подано на второй вход блока умножения 10. На первый вход блока умножения подано напряжение, пропорциональное зависимости степени черноты от температуры излучающего тела е (Ti), которое формируется функциональным преобразователем 8, подключенным параллельно функциональному преобразователю 6 к граничной точке 7 -сетки 1.

Напряжение, снимаемое с блока умножения

10 и пропорциональное е (Ti) (Ti-Tz ) через резистор подано на второй вход арифметического блока 11, первый вход которого соединен с выходом усилителя 5. На вход усилителя 5 подано напряжение, снимаемое с блока измерения напряжения 4, первый вход которого подключен к блоку задания граничных условий 2, а второй вход соединен с выходом блока управления 3. Сигнал рассогласования с арифметического блока 11 поступает на вход блока интегрирования 12, выходной сигнал которого подан в качестве управляющего сигнала, на первый вход блока управления 3.

Блок управления 3 включен в качестве регулируемого резистора последовательно с блоком измерения напряжения 4 между / -сеткой 1 и блоком граничных условий 2.

Управляющий сигнал изменяет выходной сигнал блока унравления 3, поступающий на второй вход блока измерения напряжений 4,

до тех пор, пока ток в цепи между J -сеткой 1 и блоком граничных условий 2 не будет пропорционален первой части уравнения.

Таким образом расщиряются функциональные возможности устройства для рещения задач лучистого теплообмена путем учета зависимости степени черноты от температуры тел, участвующих в лучистом теплообмене.

Формула изобретения

Устройство для моделирования лучистого теплообмена, содержащее .R-сетку, подключенную ко входу первого функционального преобразователя, блок задания граничных условий, выход которого соединен со входом второго функционального преобразователя и с первым входом блока измерения напряжения, выход которого через усилитель подключен к первому входу арифметического блока, выходы первого и второго функциональных преобразователей соединены соответственно со входами сумматора, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства, путем учета зависимости степени черноты от температуры тел, участвующих в лучистом теплообмене, в него введены блок умножения, блок интегрирования, блок управления и третий функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом -сетки, а выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу сумматора, выход блока умножения соединен со вторым входом арифметического блока, выход которого через блок интегрирования подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом / -сетки, выход блока управления подключен ко второму входу блока измерения напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.В. Е. Прокофьев. Электрическое моделирование температурных полей многослойных тел при нелинейных граничных условиях. Известия высщих учебных заведений. Электромеханика № 4, 1973, с. 451-456.

2.Авторское свидетельство СССР № 269626, кл. G 06G 7/48, 1970.