Система автоматического регулирования давления в газодинамической установке

Система автоматического регулирования давления в газодинамической установке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРИТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 566921 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.07.75 (21) 2160292/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень №9 (45) Дата опубликования описания 15.0,78. (51) М. Кл.

Ст 05 9 16/20

C 05 B 11/32

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам ивооретений и открытий (53) УДК 621.316.7 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Е. Я. Чернов, Е. И. Монахова и И. Б, Андрушев (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ

В ГАЗОДИНАМ ИЧЕСК ОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к экспериментальной газодинамике и предназначено в основном для использования в системах автоматического регулирования давления газового потока в экспериментальных установках переменной плотности..

Известны устройства автоматического регулирования давления газа в проточной емкости, содержащие рабочую камеру с соплом на выходе, питающую камеру со сжатым газом, регулирующий орган в.. виде дросселя, датчик и задатчик регулируемого параметра, соединенные в мостовую схему сравнения, усилитель электрического сигнала, регулятор и местную отрицательную обратную связь (1).

Недостаток этого устройства в недостаточной точности регулирования, зависящей от плотности газа.

Известна также другая система регулирования давления газа, наиболее близкая по технической сущности к данному изобретению, содержащая камеру высокого давления, соединенную через регулирующий орган с рабочей камерой, снабженной соплом, первый блок контроля давления, подключенный через датчик давления к рабочей камере и через блок сравнения — к блоку управления регулирующим органом, второй блок контроля давления, подключенный через датчик давления к камере высокого давления и соединенный с блоком вычисления газодинамической функции (2).

Сигнал управления через программный блок автоматически изменяет величину раскрытия регулирующего органа на величину, необходимую для поддержания заданного давления.

Недостаток этой системы в потере устойчивости регулирования при работе в условиях переменной плотности потока газа, связанной с изменением чисел Рейнольдса и приводящей к изменению коэффициента передачи рабочей камеры.

Цель изобретения в повышении стабильности коэффициента передачи системы при различных скоростях истечения газа на входе

П и выходе объекта регулирования.

Это достигается тем, что в известную систему автоматического регулирования введен узел коррекции давления, состоящий из блока задания температуры в рабочей камере, датчика температуры в камере высокого давления, блока задания площади среза сопла, блока задания величины газодинамической функции давления, блока задания числа Маха, блока извлечения квадратного корня и блоков давления, входы первого блока деления соединены д с блоком задания температуры в раоочей камере и датчиком температуры в камере высокого давления, выход соелин H через блок извлечения квадратного корня со вторым блоком деления, вхолы которого соединены с блоком задания плошали среза сопла и блоком вычислеция газолинамической функции давления, вы5 хол — через латчик давления камеры высокого давления соедин H с третьим блоком деления, вхолы которого соединены с блоком задания газолинамической функции давления и блоком залания числа Маха, а выход — с первым блоком контроля давления. .Чатематически сигнал коррекции выра жаетв ся зависимостью:

Ч <,)

K р, )(л) 9 гле к — коэффициент передачи рабочей камеры;

Є— лавление газа в камере высокого давления; Qgw — температура газа в камере высокого давления;

Q — температура газа в рабочей камере;

М вЂ” число Чаха:

Р4, — регулируемое давление в рабочей камере;

9(g ) g(рк ) газодинамическая функция на

25 р входе в рабочую камеру:

Л )= газодинамическая функция

"а срезе сопла — F среза.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой системы автоматического регулирования. Система содержит камеру l. высокого давления,соединенную с рабочей камерой 2 через регулируюн(ий орган 3. На выхоле рабочей камеры расположено сопло 4 со срезом 5. Первый блок 6 контроля давления

: с латчиком 7 давления газа в рабочей камере 35 и залатчиком 8 регулируемого давления через э, емент 9 сравнения соединен с блоком 10 управления регулирую него органа. Второй блок 11 контроля давления с датчиком !2 лавления газа в камере 1 высокого давления, " залатчиком 8, собранный на базе решающего усилителя 13, соединен с блоком 14 вычисления газодинамической функции на входе раоочей камеры. Узел 15 коррекции давления содержит датчик 16 температуры газа в камере высокого давления, блок 17 задания температуры газа в рабочей камере и первый блок 18 деления, выполненный на базе операционного усилителя, соединенный с блоком 19 извлечения квалратного корня, выхол которого соел,инен с переменным резистором 20 прямой цени второго блока 21 деления, выполненного 50 на огзе операционного усилителя, а подвижный контакт резистора 20 механически связан с сервоприволоч 22 блока вычисления газодинамической функции.

Блок 23 задания плошали среза сопла включен в обратнчю цепь блока 2! деления,выход которого через датчик 24 давления в камере высокого лавления соединен с третьим блокоч 25 деления, выполненным на базе решающего усилителя, в обратной цепи которого включен блок 26 залания газолинамической функции на срезе сопла, который связан с блоком 27 задания числа Маха. Выход третьего блока 25 леления подключен к цепи питания первого блока 6 контроля лавления.

Раоотает система следуюшим образом.

До запуска систечы на установке закрепляется необходимое лля работы сопло 4, плошадь среза которого выставляется задатчиком 23. Залатчиком 26 чстанавливастся значение газолинамической функции с!(Л,) на срезе сопла, связанной с числом Маха, известным для эксперимента. На залатчиках 8 первого и второго блоков 6 и 11 контроля устанавливается значение регулируемого давления в рабочей камере 2.

После запуска системы электрические сигналы с датчика давления 7 и задатчика 8 поступают на элемент 9 сравнения, откуда сигнал рассогласования подается на блок 10 управления, изменяюший положение регулируюшего органа 3. При этом газ из камеры высокого давления поступает в рабочую камеру 2 и далее через сопло 4 на выход.

Колебания коэффициента передачи рабочей камеры, вызванные изменениям: давления и температуры в камере 1 высокого давления и в рабочей камере, а также плошали среза 5 сопла 4, компенсируются сигналом, который формируется во втором блоке 11 контроля и узле !5 коррекции.

При этом датчик 12 давления и залатчик 8 решающим усилителем 13 формируют

Рк сигнал отношения ", полаваемыи на вход р 5 блока 14 вычисления газодинамической функции с!,(А,), сервопривод 22 которого перемешает контакт переменного резистора 20.

Электрический сигнал с первого блока деления, содержащего датчик 16 температуры газа в камере высокого давления, блок 17 задания температуры газа в рабочей камере и блок 18 деления, ха рактеризуется отношением О и подается на блок 19 извлечения квадратного корня. С выхода блока 19 поступает сигнал, пропорциональный.Г,. который умножается на величину „", полученную на выходе второго блока лелейия, содержашего блок 23 задания плошади среза сопла, переменный резистор 20 и блок 21 леления.

j,àëåå сигнал компенсации умножается на величину " ), формируемую датчиком 24 P 4 давления в камере высокого давления, блоком задания газодинамической функции< 1,Л )на срезе сопла, блоком 25 деления. С выхода узла 15 коррекции сигнал компенсации поступает в цепь питания первого блока 6 контроля давления. При этом устраняются колебания коэффициента передачи рабочей камеры, возникаюшие при изменении газодинамических параметров потока и изменении проходных сечений на входе и выходе установки.

Использование блока компенсации позволяет в 2 — 3 раза увеличить диапазон устойчивой работы системы автоматического регулирования давления в условиях переменной плотности газового потока (R = 1.10 — 1.10 ), при+ е обрести дополнительные ценные своиства инвариантности по отношению к вариациям температуры газа и получить оптимальный вил

59692 переходного процесса, что позволяет сэкономить 3 — 5", о сжатого газа.

Форл1ула изобретени Q

Система автоматического регулирования давления в газолинамической установке, содержашая камеру высокого давления, соединенную через регулируюший орган с рабочей камерой, снабженной соплом, первый блок контроля давления, подключенный через датчик давления к рабочей камере и через блок сравнения — к блоку управления регулирующего органа, второй блок контроля давления, подключенный через датчик давления к камере высокого давления и соединенный с блоком вычисления газодинамической функции давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения стаоильности коэффициента передачи системы, в нее введен узел коррекции давления, состоящий из блока задания температуры в рабочей камере, датчика температуры в камере высокого давления, блока задания пло1

6 ! цади среза сопла, блока задания величины газодинамической функции давления, олока задания числа Маха, блока извлечения квадратного корня и олоков деления, входы первого блока деления соединены с блоком задания температуры в рабочей камере 0 датчиком

TL ÷ïåðàTóðû в камере высокого давления, выход соединен через блок извлечения ква 1ратног0 корня со вторым блоком деления входы которог«соединены с блоком задания плошали среза сопла и блоком вычисления газодинамической функции, вых<>д — через датчик давления камеры высоког«давления соединен с третьим блоком деления. Bxolb< которого соединень< с блоком задания газолинамической функции давления и блоком задания числа Маха, а выход †с первым блоком контроля лавления.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР % 306450, кл. G 05 3 16, 20. 1969.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 467324, кл. G 05 В 11<32. 1974.

Составитель И. Петкун

Редактор Трусов Техред О. Луговая Корректор A. Гриценко

Заказ 113645 Тираж 1033 Подписное

11НИ ИПИ Государс< венного комитетa Соне < а Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Рву<нская наб. л. 4 5

Филиал ПГ1П «Патент», г. Ужгород. 1.л. Г1роектная, 4