Патент ссср 402887
О П И C А Н И Е 462887
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Фъ., Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 03.V.1972 (№ 1783370/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Государственный комитет
Совета 1иинистроа СССР па делам изобретений и открытий
Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень ¹ 42
Дата опубликования описания 26.111.1974
УДК 681.333(088.8) Автор изобретения
В. Е. Прокофьев
Заявитель
Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В. И. Ленина
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНТАКТНОГО
ТЕПЛООБМЕНА
Изобретение от носитс.1 к област и аналоговой вычислительной техники и предназначено для использования на аналоговых математических машинах (АММ) как на вновь разрабатываемых, так и па существующих.
Применение предлагаемого устройства позволяет решать на АММ с непрерывным течением процесса (RC-сетка) в нелинейной постановке нестационарну1о задачу теплопроводности для системы тел, ":àõîäÿùèõñÿ в контакте.
Известно устройство, предназначенное для решения рассматриваемой задачи. Однако это устройство очень громоздко и трудно реализуемо на АММ, так как содержит след;.щш ; привод с регулируемьв сопротивлением, два нелинейных преобразователя и усилитель.
Это устройство целесообразно использовать при решении нелинейных контактны задач стационарной теплопроводности на RC-сетках при единичном числе контактирующих точек.
В случае решения нестационарных задач на
RC-сетках указаппо: устройство использовано быть не может ввиду наличия электромехацпческнх инерционных элементов.
Целью изобретения является устранение указанных недостатков и упрощение схемы, заключающееся в разработке безынерционпого устройства, позволя1ощего решать нелинейные задачи ко1пактного теплообмена с уче i ом тепловой проводимости контакта на
1,"С-сетках и нел1шейных моделях для реше5 ш1я нестационар ых задач.
Поставленная цель достигается за счет использовашгя в предлагаемом устройстве для моделировани.. ко1гтактного теплообмена че1О тырехплечевого моста, в одно из плеч которого включен полевой триод, величина проводимости которого определяет величину источни1,а напряже11пя., вкл1Очаемого между контактирующими граничными точками двух моделей
15 н зависимого О1 свойств моделируемых тел и пх температурного режима.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.
20 Б состав устройства входят первая модельсетка 1, вторая модель-сетка 2, дифференциальньш усил1ггель 3 постоянного тока, полевой транзистор 4, резисторы 5, источник 6 пигапия, нелинейный преобразователь 7 и блок
8 моделпровапия контактной проводимости.
Модели-ссткп 1 и 2 предназн чены соответственно дл.; моделирования нестационарных температурных по, iei1 контактируемы. тeл.
11ри этом потенциалы узловых точек модели30 сетки 1 пропорциональшя переменной F, а по402887 т= .,1тут
1 о т е= 1i,1тит, о (2) Предмет изобретения
Составитель Е. Тимохина
Тсхрсд T. Г4иронова
YîððåêToð Е. Михеева
Редактор Е. Семанова
Заказ 524,11 Изд. ¹ 2GG7 Тираж б47 По:1ш1снос
ЦНИИПИ Государстьс пого комитста Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий
Москва, )К-З5, Раушская наб., д. 4,5
Типография, пр, Сапунова, 2 тенциалы узловых точек модели-сетки 2— переменной Ф интегральных преобразований: где д1 и 7" з — значения коэффициентов теплопроводности контактируемых тел.
Выходное напряжение дифференциального усилителя 3 подается па затвор транзистора 4.
Транзистор вместе с резисторами 5 представляет собой четырехплечий мост, в диагональ которого включен источник 6.
Вершины другой диагонали моста соединены, с одной стороны, с контактирующей I рапичной точкой модели-сетки 1 и одним из входов усилителя 3, а, с другой стороны — со входом преобразователя 7 и с контактирующей граничной точкой второй модели-сетки 2.
Нелине11ньш преобразователь 7 предназначен для преобразоваштя входного напряжения 7, пропорционального переменной F, в напряжение су 1, пропорциональное переменной
Ф в соответствие с зависимостью Ф=/(Е).
Устройство работает следующим образом.
Транзистор 4 вместе с резисторами 5 представляет собой мост, питаемый источником 6.
Если сопротивление перехода сток-исток транзистора 4 равно резисторам 5, то мост сбалансирован, II дополнительная эквивалепп1ая э.д.с., включенная ме>кду двумя моделями, равна нул1о. В зависимости от режима работы транзистора в широких пределах изменяется величина этой э.д.с., а также полярность, что необходимо для реализации граничного условия равенства потоков тепла соприкасающихся поверхностей тел.
За счет того, что система замкнута, напряжение IIa затворе транзистора 4 относительно истока всегда будет таким, чтобы входные напряжения усилителя 3 были равны, что соответствует реализации в системе нелинейных граничных условий четвертого рода.
Следует отметить, что использование моста вместе с источником б необходимо в общем случае граничных условий, поскольку в резуль1ате интегральных преобразований возможен вариант, когда ток должен течь от точек с меньшим потенциалом к точке с большим потенциалом. Если заведомо известно, что направление тока таково, что можно обойтись без включения в схему источника э.д.с. противоположного знака, то предлагаемое устройство может быть существенно упрощено. В этом случае из него исключаются резисторы 5 и источник б, а сток транзистора 4 подключается пепосредстве1шо ко входу усилителя 7.
Устройство для моделирования контактного теплообмена, содержащее модели-сетки и нелинейный преобразователь, отлича1ощееся тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения быстродействия cI o работы, оно содержит дифференциальный усилитель, один из входов которого соединен с нелинейным преобразователем, блок моделирования конI aI"11Iui1 проводимости, соединенный входом с первой моделью-сеткой, и мостовую схему, в
35 одно пз плечей которой включен полевой транзистор, база которого соединена с выходом дифференциального усилителя, ко второму входу которого подключена мостовая схема и перва ..модель-сетка, причем выход блока мо40 дслировапия контактной проводимости соедипсн с мостовой схемой и нелинейным преобразователем.
