Устройство для вычисления глубины оттаивания под тепловыделяющим участком произвольной конфигурации

Устройство для вычисления глубины оттаивания под тепловыделяющим участком произвольной конфигурации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения продольной глубины оттаивания вечномерзлых оснований сооружений произвольной конфигурации . Устройство позволяет повысить точность моделирования граничных условий, соответствующих граничным температурньм показателям тепловьщеляющего участка, и исключить необходимость выполнения и неоднократного использования плана участка в различных масштабах за счет регулируемого плавного перемещения подвижных контактов (ПК), повысить точность и уменьшить трудоемкость измерений глубины оттаивания под тепловыделяющим участком. Для этого на каждом из п элементов и планшета выполнены прорези. Под прорезями установлены п реостатов (Р) с ПК, расположенными в прорезях. Для обеспечения плавного перемеще-. ния ПК последние соединены с соответствующими п реверсивными привода- Jffl, управляемыми п усилителями с регулируемыми коэффициентами усиления (КУ). КУ задают по величинам сопротивлений Р при совмещении ПК с краями один раз выполненного гшана участка. Этим обеспечивается точное задание граничных, условий. При включении источника постоянного -напряжения перемещение ПК происходит до тех пор, пока суммарный ток Р, проходящий через обмотку магнитного компаратора, не станет равным току задатчика тока. По полученным величинам сопротивлений Р определяют глубину оттаивания. 1 ил. с «S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39> SU au

2069 А1 (504.G 06 С 7 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3890595/24-24 (22) 24.04 ° 85 (46) 15.02.87. Бюл. 6 (71) Горьковский инженерно-строительный институт им. В.П.Чкалова (72) А.В.Февралев (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 408331, кл. G 06 G 7/48, 1973.

Авторское свидетельство СССР

N - 572663, кл. G 06 G 7/48, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ОТТАИВАНИЯ ПОД ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИИ

УЧАСТКОМ ПРОИЗВОЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИИ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения продольной глубины оттаивания вечномерзлых оснований сооружений произвольной конфигурации. Устройство позволяет повысить точность моделирования граничных условий, соответствующих граничным температурным пОказателям тепловыделяющего участка, и исключить необходимость выполнения и неоднократного использования плана участка в различных масштабах за счет регулируемого плавного перемещения подвижных контактов (ПК), повысить точность и уменьшить трудоемкость измерений глубины оттаивания под тепловыделяющим участком.

Для этого на каждом из и элементов и планшета выполнены прорези. Под прорезями установлены и реостатов (Р) с ПК, расположенными в прорезях.

Для обеспечения плавного перемещения ПК последние соединены с соответствующими и реверсивными приводами, управляемыми и усилителями с регулируемыми коэффициентами усиления (КУ) . КУ задают по величинам сопротивлений P при совмещении ПК с краями один раэ выполненного Плана участка. Этим обеспечивается точное задание граничных условий. При включении источника постоянного напряжения перемещение ПК происходит до тех пор, пока суммарный ток Р, проходящий через обмотку магнитного компаратора, не станет равным току задатчика тока. По полученным величинам сопротивлений P определяют глубину оттаивания. 1 ил.

1290369 2 марным током переменных резисторов 4 и определяется по формуле

2 = -- 1 +

2 " K к о (4) ;> и

1 кк ф 1к (2) (А+1) 2 й

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для определения предельной глубины оттаивания вечномерзлых оснований сооружений произвольной кон1фигурации.

Цель изобретения " повышение точности и уменьшение трудоемкости измерений.

На чертеже схематически изображено устройство.

Устройство содержит основание 1 из диэлектрика, планшет, выполненный в виде плоского диска 2 иэ диэлектрика, содержащего прямоугольные прорези 3, переменные резисторы 4 с подвижными контактами 5, источник 6 постоянного напряжения, компаратор 7, источник 8 тока, усилитель 9, масштабные усилители 10 и приводы 11.

Устройство работает следующим образом.

Если глубина задана правильно, то ток I должен быть равен

I = (1) (1+А)

2т где I = const — базовое значение о тока

Ы вЂ” величина угла между соседними радиусами, 21„q„7mò,q„)

rAe 21 и 9 — коэффи-.„-иенты теплопроводности грунта под тепловыделяющим участком в мерзлом и талом состояниях соответственно;

q и яи — температура поверхности основания вне тепловыделяющего участка и под тепловыделяющим участком соответственно.

ГДЕ 1к R<7 (1р

R - расстояние от точки плана сооружения, под которой определяется („ предельная глубина оттаивания, до края к плана; п = 2 /cL., В предлагаемом устройстве ток I, протекающий чере первую входную обмотку компаратора 7, является суми

:С- — = Т (3) к=1 где п — число прорезей 3 на плоскости планшета 2, r — сопротивление k --го переменного резистора 4, 10 V — напряжение источника 6 постоянного напряжения.

Сравнение формул (2) и (3) позволяет определить формулы моделирования . для сопротивления r< -ro резистора

4 и суммарного тока I. Учитывая, что формула (2) имеет безразмерный вид, и вводя в формулу (3) размерный коэффициент I — базовое значение

Ь тока, получают формулы моделирова2О ниЯ: — к

Io (5)

-= (А+1)

0L

2п

Таким образом, суммарный ток I в предлагаемом устройстве получается равным току, определяемому форму3О лой (5) при значениях сопротивлений резисторов 4, определяемых формулой (4).

Для определения предельной. глубины „ оттаивания под тепловыделяющим участком произвольной конфигурации задаются значениями напряжения V источника 6, тока Io и начальными условиями — начальным положе4О нием подвижных контактов 5 резисторов 4 и коэффициентами усиления масштабных усилителей 10. Для этого задаются примерной величиной „ затем делят размеры плана тепловы45 деляющего участка на эту величину.

В результате получается план в масштабе („ . Полученный план, вычерченный в масштабе планшета 2, вырезают из какого-либо материала (например, плотной бумаги) и накладывают на основание 1 устройства так, чтобы проекция вертикали, на которой определяется глубина оттаивания „, была совмещена с центром основания

1. Подвижные контакты 5 резисторов 4 подводят к краям плана до соприкосновения, что определяет начальные о расстояния R от подвижных контактов 5 резисторов 4 до центра план1290369

Rê

К 1

R" о где R — начальное расстояние от к подвижного контакта к-го резистора до центра плана.

Затем удаляют с планшета модель ,плана тепловьделяющего участка и включают напряжение источника 6 ° Суммарный ток резисторов 4, протекающий через первую входную обмотку компаратора 7, сравнивается с током, установленным в источнике 8 тока. В результате в выходной обмотке компаратора 7 вырабатывается ток, равный разности сравниваемых токов, который усиливается усилителем 9.

Выходной сигнал усилителя 9 через масштабные усилители 10 поступает на реверсивные приводы 11, которые придают возвратно-поступательные движения подвижным контактам 5 соответствующих резисторов 4. При этом скорость движения каждого подвижного контакта 5 пропорциональна коэффициенту усиления соответствующего масштабного усилителя 10, т.е. пропор40 циональна соответствующему начальному расстоянию. Следовательно, перемещение контактов резисторов моделирует изменение масштаба плана участка при сохранении его конфигурации. Перемещение подвижных контактов 5 резисто45 ров 4 продолжается до тех пор, пока суммарный ток резисторов 4 не становится равным току источника 8 тока.

В результате устанавливаются величины сопротивлений резисторов, удовлетворяющие формуле (4), а план тепловыделяющего участка, определяемый положением подвижных контактов 5 резисторов 4, получается в масштабе истинного значения предельной глубины оттаивания „

Предельная глубина оттаивания „ определяется из (4) по формуле

15 шета или, что то же самое, расстояние от точки плана сооружения, под которой определяется („, до края плана. В источнике 8 тока устанавливают ток, равный определяемому формулой (5). Коэффициент усиления

К< усилителя 10, связанного с резистором 4, подвижный контакт 5 которого расположен на самом коротком нао чальном расстоянии R,, принимают f0 за единицу. Коэффициенты усиления других усилителей устанавливают в соответствии с соотношением: к — 1

Вор

Формула изобретения

Устройство для вычисления глубины оттаивания под тепловыделяющим . участком произвольной конфигурации, содержащее источник постоянного напряжения, основание из диэлектрика, на котором установлена группа переменных резисторов, планшет, выполненный в виде плоского диска из диэлектрика, расположенного над переменными резисторами группы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены источник тока, магнитный компаратор, выполненный в виде сердечника, на котором расположены три катушки индуктивности, усилитель, группа масштабных усилителей и группа приводов, причем плоский диск из диэлектрика снабжен группой прямоугольных прорезей, расположенных в радиальных направлениях от центра плоского диска, подвижные контакты переменных резисторов группы расположены в соответствующих прямоугольных прорезях группы, крайние контакты переменных резисторов группы соединены и через первую катушку индуктивности подключены к первому выводу где r — значение сопротивления k -ых к резисторов 4 после окончания перемещения его подвижного контакта 5, R — расстояние от точки края к плана тепловьделяющего участка, соответствующей положению подвижного контакта 5

k-ых резисторов 4 до точки плана, под которой определяется глубина оттаивания.

Так как при измерении подвижные контакты резисторов располагают точно по краям плана сооружения, то в результате обеспечивается точное задание граничных условий, соответствующих граничным температурным показателям тепловыделяющего участка, и, следовательно, точное определение глубины оттаивания.

В результате точность устройства определяется только точностью переученных резисторов 4 и источника 8 то-

Э ка, а также точностью установки коэффициентов усиления усилителей.

1290369 о ны к первому и второму фазным входам усилителя„ выход которого соединен с входами масштабных усилителей группы, выходы которых подключены к входам соответствующих реверсивных приводов группы, выходы которых механически соединены с соответствующими подвижными контактами переменных резисторов группы. источника постоянного напряжения, второй вывод которого .соединен с подвижными контактами переменных резисторов группы, первый и второй выводы источника тока соединены соответственно с первым и вторым выводами второй катушки индуктивности, первый и второй выводы третьей катушки индуктивности подключеСоставитель В.Рыбин

Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Редактор Э.Слиган

Заказ 7905/49 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4