Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы Советский патент 1982 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к аналоговому моделированию и может быть использовано при моделировании тепло- и массообменных процессов в реакторах для сополимеризации нескольких моно- . меров, в тарельчатых, насадочных, разделительных колоннах, в червячных машинах и других аппаратах.

Известно устройство для моделирования процесса изменения агрегатного состояния в парожидкостной системе, содержащее интегратор, сумматор, диод, усилитель и блок деления СО

Однако данное устройство моделирует только одну сторону.этого процесса - кипение жидкости и позволяет определить только величину теплового потока на испарение при заданной температуре кипения.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство, содержащее интегратор, сумматор, усилитель, блок моделирования величины равновесного давления и

блок моделирования величины результирующего потока, выход интегратора подключен к первому входу сумматора, ко второму входу которого подключен , блок моделирования величины равновесного давления, выход сумматора подключен к входу усилителя, выход усилителя подключен к первому входу интегратора, ко второму входу которого подключен блок моделирования результирующего потока. Устройство позволяет определить только количество испаренного или сконденсированного вещества при известном давлении паров 2 .

Недостатком известного устройства является тс, что оно не позволяет определить состав газовой фазы и температуру кипения (конденсации) парожидкостной системы, т.е. зто устройство имеет недостаточную точность моделирования.

Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет определения статических и динамических характеристик процесса изменения агрегатного состояния многокомпонентной системы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок задания текущих значений давления в газовой среде, блок задания текущих значений величины суммарной мольной доли в газовой среде, сумматор и интегратор, введены три дополнительные сумматора, три блока нелинейности и три блока умножения, прИ чем выход блока задания текущих зна- ,чений величины суммарной мольной доли в газовой среде подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен со входом интегратора, выход которого является первым выходом устройства и подключен ко входам первого, второго и третьего блоков нелинейности, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих дополнительных сумматоров, выходы которых подключены к первым входам соответствующих блоков умножения выходы которых являются соответственно вторым, третьим и четвертым выхйдами устройства и соединены соответсвенно со вторым, третьим и четвертым входами сумматора, выход блока задания текущих значений давления в газовой среде подключен ко вторым входам дополнительных сумматоров, первый, второй и третий входы устройства соединены соответственно со вторыми входами блоков умножения. На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит блок задания текущих значений давления в газовой среде 1 , дополнительные сумматоры 2k, блоки нелинейности , умножения 8-10, сумматор 11., блок задания текущих значений величины .суммарной мольной доли в газовой среде 12, интегратор 13.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся состоянии сумма текущих значений мольных долей компонентов равна постоянной величине суммарной мольной доли компонентов в газовой фазе и напряжение на выходе сумматора 11 равно нулю. На выходе интегратора 13 при этом устанавливается напряжение, имитирующее равновесную температуру в системе при данных условиях, а на выходах блоков

умножения 8-10 - напряжения, имитирующие мольные доли компонентов в газовой фазе.

Предположим, условия изменились, например, увеличилась мольная доля Первого компонента Х и уменьшились мольные доли Xj . Соответственно изменились напряжения на входных клеммах и на выходе блоков умножения 8-10. Рановесие напряжений на входе сумматора П нарушится, а на его выходе появится напряжение, отличное от нуля. Начнет изменяться напряжение на выходе интегратора 13,

блоков нелинейности , сумматоров 2-4 и блоков умножения 8-9. Изменения в системе будут продолжаться до тех пор, пока напряжение на выходе сумматора 11 не станет равным

Q нулю. При этом на выходах сумматоров 2-k установятся напряжения, соответствующие новым константам фазового равновесия, на выходах блоков умножения 8-10 установятся напряжения, соответствующие новым мольным долям компонентов в газовой фазе, а на выходе интегратора 13 - напряжение, соответствующее новой равновесной температуре в системе. Интегратор 13

д обладает малым временем интегрирования, а при появлении даже чрезвычайно малого напряжения на выходе сумматора 11 происходит почти мгновенное изменение равновесной температуры и мольных долей компонентов в газовой фазе. Равновесие в системе восстанавливается. Аналогично работает устройство и при изменении давления в газовой фазе.

Точность характеристик зависит от величины времени интегрирования, для практических расчетов эта величина должна быть порядка 0,01-0,001 с. Таким образом, предлагаемое устройство позвогтйет определить статистические и динамические характеристики процесса изменения агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы и имеет ряд преимуществ, заключающихся в том, что оно позволяет получить

значения таких важных параметров процесса, как состав газовой фазы и равновесную температуру в смеси, т.е. повышается точность моделирования.

55 Применение предлагаемого устройства позволяет рассчитывать статические и динамические характеристики и оптимальные режимы работы обо