Устройство для моделирования лучистого теплообмена

269626

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 42m<, 7/48

Заявлено 08.XII.1968 (№ 1288766/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

МПК G 06Q

УДК 681.332.35.001.57 (088.8) Приоритет

Опубликовано 17.1V.1970. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 7Л III.1970

Комитет оо делам иаооретений н открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Ю. М. Мацевитый и С. И. Червонный

Харьковский политехнический институт им. Ленина

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛУЧИСТОГО

ТЕПЛООБМЕНА (3) О, = К (Т4 — Т4Д, где:

К= е„С„; (2) Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известно устройство для моделирования лучистого теплообмена, содержащее модели исследуемых тел, функциональные преобразователи, сумматор, усилитель постоянного тока и сервопривод с регулируемым резистором.

Предложенное устройство отличается тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем между граничными точками моделей исследуемых тел включен резистор, регулируемый двигателем сервопривода, усилитель мощности которого соединен с выходом сумматора; причем входы сумматора соединены каждый через функциональный преобразователь с граничными точками моделей исследуемых тел, а также с выходом усилителя постоянного тока, на вход которого включен резистор, соединенный последовательно с регулируемым резистором сервопривода.

Лучистый теплообмен, как известно, происходит между двумя телами с разной температурой или между средой и телом и определяется сложной зависимостью между тепловым потоком и температурами тел, которую можно записать как в„— приведенная степень черноты системы;

ф— приведенный коэффициент лученспускания.

При решении задачи сложного теплообмена между телом и средой часто пренебрегают лучеиспусканием пли находят суммарный коэффициент теплообмена: а =а,+ал

10 где: а, — коэффициент теплоотдачи путем конвекции; а — коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием.

15 Последний условно определяется, как ах зСо 10

Т вЂ” T„4 (4) т — т где: е — степень черноты тела;

20 Со — коэффициент лучеиспуска ни я абсолютно черного тела;

Т и Т.„— температура исследуемых тел, Предложенное устройство предполагает автономный подход при рассмотрении конвек25 тивного и лучистого теплообмена. Прп этом конвективный теплообмен может быть задан обычным способом, как это делается R- u

RC-сетках, когда термическое сопротивление моделируется при помощи резисторов (в слу30 чае линейной задачи) или когда тепловой по269626

Подписное

Заказ 2074/8

Тираж 480

Типография, пр. Сапуноаа, 2 ток задается током при помощи специальных блоков граничных условий (нелинейная задача).

Устройство задает тепловой поток лучеис-.усканием в виде тока, пропорционального правой части уравнения, причем задача решается в один прием без привлечения метода последовательных приближений.

На чертеже представлена схема устройства, где: 1, 2 — блоки пассивных моделей; 8— регулируемый резистор; 4 — измерительный резистор с установкой коэффициента К; 5— усилитель постоянного тока с гальванически разъединенными цепями входа и выхода; б, 7 — функциональные преобразователи; 8— усилитель мощности сервопривода; 9 — двигатель сервопривода; 10 — сумматор.

Предложенное устройство состоит из регулируемого резистора 8, включенного между блоками пассивных моделей 1 и 2, на которых моделируются температурные поля в излучающем и воспринимающем излучение телах.

Граничные точки моделей соединены со входами функциональных преобразователей б и 7, на которых входные сигналы возводятся в четвертую степень. В качестве таких функциональных преобразователей могут быть применены, например, два последовательно соединенных аналоговых квадратора от любой аналоговой вычислительной машины со входными повторителями, повышающими входное сопротивление преобразователей.

Функциональные преобразователи б и 7 соединены с сумматором 10, вход которого соединен также с выходом усилителя 5. На вход усилителя 5 подается напряжение, снимаемое с измерительного резистора 4, включенного последовательно с резистором 8. Усилитель 5 представляет собой усилитель постоянного тока с разделением по постоянному току входных и выходных цепей за счет модуляции и демодуляции.

Регулировка резистора 8, который представляет собой многовитковое проволочное переменное сопротивление из комплекта АВМ типа ЭМУ-10, осуществляется при помощи двигателя сервопривода 9, усилитель мощности 8 которого связан с выходом сумматора 10.

В качестве усилителя 8 может быть применено простое поляризованное реле. При необходимости повышения коэффициента усиления перед реле ставится усилитель постоянного тока с двухтактным выходом.

10 Двигатель сервопривода 9 представляет собой электродвигатель с постоянным магнитом в статоре.

Устройство работает следующим образом.

Потенциалы граничных точек моделей 1 и 2

15 преобразуются на функциональных преобразователях б и 7 и подаются на вход сумматора

l0, куда также подается напряжение, снятое с измерительного резистора 4. Выходной сигнал сумматора 10 является входным для усилитеZ0 ля 8, который управляет двигателем сервопривода 9, связанным механически с регулируемым резистором 8. Изменение сопротивления резистора 8 происходит до тех пор, пока ток в цепи между моделями 1 и 2 не будет пропор2S ционален правой части уравнения (1).

Предмет изобретения

Устройство для моделирования лучистого теплообмена, содержащее модели исследуемых тел, функциональные преобразователи, сумматор, усилитель постоянного тока и сервопривод с регулируемым резистором, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем между граничными точками моделей исследуемых тел включен резистор, регулируемый двигателем сервопривода, усилитель мощности которого соединен с выходом сумматора; причем входы сумматора соединены каждый через функциональный

4р преобразователь с граничными точками моделей исследуемых тел, а также с выходом усилителя постоянного тока, на вход которого включен резистор, соединенный последовательно с регулируемым резистором сервопривода.