Устройство для расчета газодинами-ческих процессов b системе цилиндркомпрессора-трубопровод

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ФФ:

i ôã

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Допслиительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.08.78 (21) 2666875/25 — 08 (51) . КЛ. с присоединением заявки ¹

F 17 О 3/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.0581. Бюллетень ¹ 19 (53) УДК 621. 612. .001.572 (088.8) Дата опубликования описания 23. 05. 81

t (72) Авторы изобретения

ВA. Козлов, АС. Мессерман и TН. Рех

Московский ордена Трудового Красного Зиамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.М. Губкина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСЧЕТА ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ ЦИЛИНДР

КОМПРЕССОРА — ТРУБОПРОВОД

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к области трубопроводного транспорта газа и жидкости, и может быть использовано для расчета газодинамических процессов в системах цилиндр компрессора — трубопровод.

Известно устройство для расчета газодинамических процессов в системе цилиндр компрессора — трубопровод, содержащее электрическую модель газодинамических процессов в цилиндре компрессора, состоящую из источника переменного напряжения конденсатора постоянной емкости и модели клапанов 15 всасывания и нагнетания, состоящее из диодов и последовательно включенных с ними нелинейных сопротивлений и электрическую модель пульсирующего потока газа в трубопроводе, 20 состоящую иэ ряда соединенных последовательно П-образных четырехполюсников. Конденсатор в известном устройстве включен в цепь обратной связи соединенных последоъательно 25 блоков нелинейности, умножения и суммирования. Параллельно с диодами, между общей точкой диодов и выходов блока суммирования, включены постоянные сопротивления, моделирующие 30 утечки газа из цилиндра через клапаны, поршневые кольца и сальниковье уплотнения (1).

Недостатком известного устройства является то, что оно не учитывает инерционность действия клапанов, что снижает точность расчета газодинамических параметров системы.

Цель изобретения — повышение точности расчета газодинамических параметров системы за счет учета инерционности клапанов.

Поставленная цель достигается тем, что модель каждого клагана включает в себя последовательно соединенные первый инвертор, первый блок суммирования, функциональный преобразователь управляемое сопротивление), блок умножения, второй блок суммирования, второй инвертор,усилитель и включенный параллельно функциональному преобразователю и блоку умножения третий инвертор, подсоединенный ко второму входу второго блока суммирования, а также последовательно .соединенные блок двойного интегрирования, ограничитель максимального и минимального значения напряжения и третий блок суммирования, причем первый выход

832244 усилителя соединен с входом первого инвертора через резистор цепи обратной связи, второй выход усилителя - со вторым входом первого блока суммирования, первый вход третьего блока суммирования соединен со вторым выходом блока умножения, второй вход — с выходом третьего

1 инвертора, третий — с источником постоянного напряжения, а выход— со входом блока двойного интегрирования.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства, на фиг. 2 — схема мо.— дели всасывающего (нагнетательного) клапана.

Устройство включает электрическую модель цилиндра компрессора, состоящую из источника 1 переменного напряжения, резисторов 2 и 3, конденсатора 4, блока 5 нелинейности, блоков 6 и 7 умножения и суммирования, резистора 8, электрических моделей всасывающего 9 и нагнетательного

10 трубопроводов, к которым подключены источники 11 и 12 постоянного напряжения,.электрические модели всасывающего 13 и нагнетательного

14 клапанов.

Модель каждого клапана (всасывающего или нагнетательного) включает последовательно, соединенные первый инвертор 15, первый блок 16 суммирования, функциональный .преобразователь 17, блок 18 умножения, второй блок 19 суммирования, второй инвертор 20, усилитель 21 и включенный параллельно функциональному,преобразователю 17 и блоку 18 умножения третий инвер. ор 22, подсоединенный ко второму входу второго блока 19 суммирования.

Первый выход усилителя 21 соединен с входом первого инвертора

15 через резистор 23 цепи обратной связи, а второй выход — со вторым входом первого блока 16 суммирования, Модель клапана включает также последовательно соединенные между собой блок 24 двойного интегрирова-„ ния, ограничитель 25 максимального и минимального значения напряжения и третий блок 26 суммирования, второй вход которого соединен с выходом третьего инвертора 22, первый входсо вторым входом блока 18 умножения, третий — с источником постоянного напряжения, а выход — со входом двойного интегрирования 24.

Устройство работает следующим образом

Напряжение с модели цилиндра 1-8 подается на вход инвертора 15, где инвертируется и подается на суммирующий блок 16. В блоке 16 напряжение суммируется с напряжением второго выхода усилителя 21.

Напряжение с выхода блока 16 подается на функциональный преобраФормула изобретения

Устройство для расчета газодинамических процессов в системе цилиндр

65 зователь 17 и инвертор 22.

Выходное напряжение с блока 17 поступает на блок 18 умножения,где оно перемножается с выходным напряжением ограничителя 25 и поступает на суммирующий блок 19. В этом блоке оно суммируется с выходным напряжением инвертора 22, инвертируется в блоке 20 и усиливается в усилителе

21.

С первого выхода усилителя 21 по цепи обратной связи через резистор 23 выходное напряжение воздействует на вход инвертора 15.Выходное напряжение инвартора 22 также поступает в блок 26 суммирования, где суммируется с выходным напряжением ограничителя 25.

Выходное напряжение блока 26 поступает на блок 24 двойного интегрирования, а затем — на ограничитель

25. Напряжение со второго выхода усилителя 21 подается на модель

10 и 12 нагнетательного (или всасывающего 9 и 11 трубопровода) .

Модели цилиндра компрессора, трубопроводов и модели клапанов, учитывающих массу тарелки клапанов, жесткость и усилия начальной затяжки пружины, совместно решают уравнения движения газа между трубопроводом и цилиндром, уравнение движения элементов клапанного механизма под действием пульсирующего потока и уравнения для расхода газа через клапан при перемещении тарелки клапана с учетом пульсирующего потока., Таким образом модель клапана в предлагаемом устройстве воспроизводит не только его вентильные функции и нелинейное изменяющееся сопротивление потоку, но также инерцию тарелки клапана, упругость.его пружины, характеристики движенйя тарелки

45 (перемещение, скорость, ускорение), влияние на них скорости и давления потока, влияние характеристик движения тарелки клапана на скорость потока, а также изменяющийся массоgp вый расход газа через клапан в процессе движения его тарелки от одного крайнего полбжения к другому.

Следовательно, нелинейное сопротивление модели не только изменяется В функции величины скорости потока, но и управляется положением тарелки клапана при ее движении, что повышает точность расчета газодинамических процессов в системе цилиндр компрессора — трубопровод.

832244

Составитель Р. Старикова

Редактор Т. Киселева Техред М. Коштура Корректор Ю. Макаренко

Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3151/28

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4. компрессора — трубопровод, состоящее из электрических моделей цилиндра компрессора, всасывающего и нагнетательного трубопроводов, а также электрических моделей всасывающего и нагнетательного клапанов, включающих диоды и последовательно соединенные с ними нелинейные сопротивления, о т л и ч а ю щ е е с.я тем, что, с целью повышения точности расчета за счет учета инерционности клапанов, модель каждого клапана включает последовательно соединенные первый инвертор, первый блок суммирования, функциональный преобразбватель, блок умножения, второй блок суммйрования, второй инвертор, усилитель и включенный параллельно функциональному преобразователю и блоку умножения третий инвертор, подсоединенный ко второму входу второго бло<а суммирования, а также последовательно соединенные блок двоичного интегрирования, ограничитель максимального и минимального значения напряжения, и третий блок сумми5 рования причем первый выход усилителя соединен с входом первого инвертора через резистор цепи обратной связи, второй выход усилителя со вторым входом первого блока сумми рования, первый вход третьего блока суммирования соединен со вторым входом блока умножения, второй вход— с выходом третьего инвертора,третий — с источником постоянного напряжения, а выход — со входом блока 5 двоичного интегрирования.

Иточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 314965, кл. F "7 D 3/00, 1970.