Устройство для электрического моделирования вентиляционных, гидравлических и т.п. сетей

Устройство для электрического моделирования вентиляционных, гидравлических и т.п. сетей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

М 120686

Класс 42m, 36

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. Д. Багриновский и P. В. Зубов

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ, ГИДРАВЛИЧЕСКИХ и т. п. СЕТЕЙ

Заявлено 26 июня 1957 r. за М 579503/25 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Известны устройства для электрического моделирования вентиляционных, газовых и гидравлических сетей, содержащие в качестве электрических аналогов омические реостаты, сопротивления которых изменяются пропорционально силе тока, протекающего по этим реостатам с помощью следящих систем. например, автоматического электронного потенциометр а.

Однако эти устройства сложны и неэкономичны.

Преимуществом предлагаемого устройства является его универсальность и простота схемы, не требующая для своего осуществления большых материальных затрат.

Одним элементом такого устройства можно моделировать участки с различными коэффициентами сопротивлений, имеющих степенную вольта мперную хар актеристику.

Отличие предлагаемого устройства от известных заключается в применении пентода, служащего переменным сопротивлением, зависящим от приложенного к модели напряжения. Кроме того, в цепях сеток пентода устройства включены переменные делители напряжений, а на входе устройства включен выпрямитель, обеспечивающий независимость работы устройства от полярности приложенного напряжения и компенсацию термоэлектродвижущей силы катода лампы.

На чертеже показана схема ячейки.

Распределение жидкостей и газов в производственных сетях определяется системой уравнений вида:

jf g Qni

И, -f,. q,.1

zg,.=î (1)

ЕН,.=О где Hi — потеря давления Hà i-ом участке сети; Р— сопротивление

i-го участка сети; Q; — расход жидкости или газа на i-ом участке; № 120686

Ь; — показатель степени, зависящий от физических свойств жидкости или газа, шероховатости стенок трубопровода и режима движения жидкости (газа); 1 номер участка сети; t, — некоторая функция, обозначающая расходно-напорную характеристику источника (разности давления), включенного в сеть на i-ом участке.

В системе уравнений 1 первое уравнение представляет собой закон сопротивления при движении жидкости (газа) по трубопроводам, второе уравнение — характеристику источника разности давлений, третье— условие неразрывности потока для узла сети и четвертое — закон однозначности напора в точке замкнутого контура сети.

В электрической модели рассчитываемой сети распределение сил токов и напряжений должно определяться системой уравнений 2, аналогич- ной системе уравнений 1.

U,.— — Ê, I,";

EI;= — 0

U;=f; а,...... (2)

ZU =0 где U; — падение напряжения на i-ом участке модели, I; — сила тока в i-ом участке модели; К; — коэффициент сопротивления 1-го участка;

n, — показатель степени; i — номер участка модели; f — функция, аналогичная характеристике источника натуры.

В системе уравнений 2 первое уравнение представляет собой закон сопротивления при протекании тока по элементу, моделирующему трубопровод; второе — вольтамперную характеристику электрического источника тока, моделирующего источник разности давлений; третье — первый закон Кирхгофа для узла электрической цепи; четвертое — второй закон Кирхгофа. Между гидравлическими и электрическими величинами должны существовать зависимости:

Н,.=m„U, Q,- = m 1„

R, = mRIC, где m„— коэффициент перехода от U,. к Н, m@ — коэффициент перехода от 1, к Q;; mR — коэффициент перехода от Х(; к R;Коэффициенты перехода связаны между собой соотношением т„= mR mq".

Таким образом, составив по только что изложенным правилам электрическую модель изучаемой газовой или гидравлической сети и измеряя на модели электрические величины, можно потом по формулам 3 определить интересующие нас величины натуры.

На чертеже показана схема, предназначенная для моделей, работающих на постоянном токе. Она состоит из радиолампы Л (пентода), трех потенциометров В, Ж и Рз, двух источников постоянного напряжения

Б, и b,, входного выпрямителя В. С помощью зажимов 1 — 1 схема включается в электрическую модель. Входной выпрямитель служит для устранения влияния полярности на входе и для нейтрализации термоэдс катода лампы Л при малых напряжениях па ее аноде. Лампа Л служит сопротивлением, величина которого авгоматически изменяется в зависимости от напряжения на зажимах 1 — 1 таким образом, что обеспечивается получение требуемой вольтамперной характеристики вида:

U К1п

Цепь, состоящая из источника гока Ь, и потенциометра Ri, служит для регулировки схемы. Она обеспечивает подачу определенного напряжения на экранную сетку лампы Л. Изменение коэффициента К сопротивления схемы осуществляется потенциометрами R2 и R3. № 120686 — 3—

Из предлагаемых элементов можно собрать электрическую модель любой вентиляционной или гидравлической сети. Достоинством предлагаемой схемы устройства являются ее универсальность: один элемент может моделировать участки с различным коэффициентом сопротивления К и показателем степени и.

Предмет изобретения

1. Устройство для электрического моделирования вентиляционных, гидравлических и т. п. сетей, содержащее электрические источники тока, моделирующие источники разности давлений, электроизмерительные приборы для определения расхода и потери давления газов или жидкостей и модели аэродинамических и гидравлических сопротивлений, имеющих степенную вольтамперную характеристику, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, модели сопротивлений выполнены в виде электрических схем, содержащих пентод, служащий переменным сопротивлением, зависящим от напряжения, приложенного к модели.

2. Устройство по п. 1, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью получения различных значений коэффициента пропорциональности между величиной напряжения и величиной тока и для получения различных значений показателя степени силы тока в цепях сеток пентода включены переменные делители напряжения, а параллельно пентоду включено переменное сопротивление.

3. В устройстве по пп. 1 — 2 применение выпрямителя, включенного на входе модели сопротивления и служащего для обеспечения независимости работы модели от полярности приложенного напряжения и для компенсации термоэлектродвижущей силы катода лампы. № 120686

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Е. Я. Ланцбург

Гр. 174

Типография Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л. Зак. 4203

Подп. к печ. 22.VI11-59 г, Тираж 700 Цена 50 коп.