Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы

Иллюстрации

Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы (патент 898454)
Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы (патент 898454)
Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы (патент 898454)
Показать все

Реферат

 

Союз Соаетсиин

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1898454 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27. 03. 80 (21) 2923171/18-24 (51) М. Кл.

G 06 G 7/48 с присоединением заявки И

Гееударстевнный квинтет

СССР ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.82. Бюллетень Лв 2

Дата опубликования описания 1 . 01 .82 (53) УДК 681.333 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.В.Бронфенбренер, И.С.Рывкина, Т.К.С

В.Н.Пулин и 4I.À.Ãóðåâè÷

I II; (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ АГРЕГАТНОГО

СОСТОЯНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ПАРОИИДКОСТНОЙ

СИСТЕМЫ

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 $1) .

Однако данное устройство моделирует только одну сторону. этого процесса - кипение жидкости и позволяет

15 определить только величину теплового потока на испарение при заданной температуре кипения.

Наиболее близким к предлагаемому

20 техническим решением является устройство, содержащее интегратор, сумматор, усилитель, блок моделирования величины равновесного давления и

2 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 М °

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

Цель изобретения - повышение точности моделирования эа счет опреде898454 пения 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, причем 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 выходами устройства и соединены соответственно 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 2"

4, блоки нелинейности 5-, блоки 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

t0 умножения 8-10 - напряжения, имитирующие мольные доли компонентов в газовой фазе.

Предположим, словия изменились, например, увеличилась мольная доля первого компонента Х < и уменьшились мольные доли Х < и Х . Соответственно изменились напряжения на входных клеммах и на выходе блоков умножения 8-10. Рановесие напряжений на входе сумматора l1 нарушится, а на его выходе появится напряжение, отличное от нуля. Начнет изменяться напряжение на выходе интегратора 13, блоков нелинейности 5-7, 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

20 нулю. При этом на выходах сумматоров

2-4 установятся напряжения, соответствующие новым константам фазового равновесия, на выходах блоков умножения 8-10 установятся напряжения, со 5 ответствующие новым мольным долям компонентов в газовой фазе, а на выходе интегратора 13 - напряжение, соответствующее новой равновесной температуре в системе. Интегратор 13 обладает малым временем интегрирования, а при появлении даже черезвычайно малого напряжения на выходе сумматора 11 происходит почти мгновенное изменение равновесной температуры и мольных долей компонентов в газовой

Э5 фазе. Равновесие в системе восстанавливается. Аналогично работает устройство и при изменении давления в газовой фазе.

Точность характеристик зависит

40 от величины времени интегрирования, для практических расчетов эта величина должна быть порядка 0,01"0,001 с.

Таким образом, предлагаемое устройст во позволяет определит ь статистические и динамические характеристи ки процесса из менения агре гат но го состоя ни я мно гокомпонентной 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.

Я Применение предлагаемого устройст ва позволяет рассчитывать статические и динамические характеристики и оптимальные режимы работы обо89845

Формула изобретения

Составитель В.Рыбин

Редактор В.Бобков Техред M. Надь Корректор Л.йеньо

Заказ 11952/67 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,.Москва, Ж"35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 рудования при изменении производительности технологической линии или при изменении физико-механических свойств перерабатываемых материалов.

Устройство предполагается использовать при создании математических моделей управления в АСУТП установок извлечения гелия из природного газа, установок выделения и сушки полимерных материалов и других. Ожидаемый эко- 10 номический эффект от применения предлагаемого устройства может быть получен за счет сокращения времени проектирования и наладки АСУТП и за счет повышения производительности l5 оборудования.

Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы, содержаВ щее блок задания текущих значений давления в газовой среде, блок зада- и .ния текущих значений величины суммарной мольной доли в газовой среде, сумматор и интегратор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введены три дополнительных сумматора, три блока нелинейности и три блока

4 d умножения, причем выход блока задания текущих значений величины суммарной мольной доли в газовой среде подключен к пераому входу сумматора, выход которого соединен со входом интегратора, выход которого является первым выходом устройства и подключен к 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 выходами устройства и соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами сумматора, выход блока задания текущих значений давления в газовой среде подключен к вторым входам дополнительных сумматоров, первый, второй и третий входы устройства соединены соответственно со вторыми входами блоков умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидегельство СССР

tP 402020, кл. G 06 G 7/48, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

И 451(99, кл. G 06 G 7/48, 1975 (прототип).