Устройство для моделирования агрегатного состояния многокомпонентной парожидкостной системы

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).