Система автоматического регулирования давления в газодинамической установке — SU 596921 (original) (raw)

О П И С А Н И Е (115 ев 921изовеитиния Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 2 75 (21) 2160292 05 0 16/20 05 В 11/32 явки с присоединение (23) Приоритет - (43) Опубликован Государственный комитет Совета Министров СССР по делам ивооретений и открытий) Дата опубликования описания 15, 0, 7 72) Авторы изобретени Б, Андруше наховаЯ. Чернов,(71) Заявитель АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ СИСТЕ Изобретение относится к экспериментальнойгазодинамике и предназначено в основном дляиспользования в системах автоматического регулирования давления газового потока в экспериментальных установках переменной плотностиИзвестны устройства автоматического регулирования давления газа в проточной емкости,содержашие рабочую камеру с соплом на выходе, питающую камеру со сжатым газом, регулируюший орган в виде дросселя, датчик 10и задатчик регулируемого параметра, соединенные в мостовую схему сравнения, усилительэлектрического сигнала, регулятор и местнуюотрицательную обратную связь 1.Недостаток этого устройства в недостаточной точности регулирования, зависящей от плот- фности газа,Известна также другая система регулирования давления газа, наиболее близкая по технической сущности к данному изобретению,содержащая камеру высокого давления, соединенную через регулируюший орган с рабочей камерой, снабженной соплом, первый блокконтроля давления, подключенный через датчик давления к рабочей камере и через блоксравнения - к блоку управления регулирующим органом, второй блок контроля давления, 2 2подключенный через датчик давления к камере высокого давления и соединенный с блоком вычисления газодинамической функции 2) .Сигнал управления через программный блок автоматически изменяет величину раскрытия регулируюшего органа на величину, необходимую для поддержания заданного давления.Недостаток этой системы в потере устойчивости регулирования при работе в условиях переменной плотности потока газа, связанной с изменением чисел Рейнольдса и приводящей к изменению коэффициента передачи рабочей камеры.Цель изобретения в повышении стабильности коэффициента передачи системы при различных скоростях истечения газа на входе и выходе объекта регулирования.Это достигается тем, что в известную систему автоматического регулирования введен узел коррекции давления, состоящий из блока задания температуры в рабочей камере, датчика температуры в камере высокого давления, блока задания площади среза сопла, блока задания величины газодинамической функции давления, блока задания числа Маха, блока извлечения квадратного корня и блоков давления, входы первого блока деления соединены с блоком задания температуры в раоочей камере и датчиком температуры в камере высокого давления, выход соединен через блок извлечения квадратного корня со вторым блоком деления, входы которого соединены с блоком задания площади среза сопла и блоком выцислеция газодинамической функции давления, вы 5 ход - через датчик давления камеры высокого давления соединен с третьим блоком деления, входы которого соединены с блоком задания газодинамической функции давления и олоком задания числа Маха, а выход - с первым блоком контроля давления.Математически сигнал коррекции выражает - ся зависимостью:Ч (Л) сРеа Ек эр (А9где 1 с - коэффициент передачи рабочей камеры;Р - давление газа в камере высокого давления;) на срезе сопла - Г среза.На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой системы автоматического регулирования. Система содержит камеру 1 высокого давления, соединенную с рабочей камерой 2 через регулируюний орган 3. На выходе рабочей камеры расположено сопло 4 со срезом 5. Первый блок 6 контроля давления :с датчикомдавления газа в рабочей камере З 5 и задатчиком 8 регулируемого давления через элемент 9 сравнения соединен с блоком 10 управления регулирующего органа. Второй блок 11 контроля давления с датчиком 12 давления газа в камере 1 высокого давления, с задатчиком 8, собранный на базе решающего ф усилителя 13, соединен с блоком 14 вычисления газодинамической функции на входе раоочей камеры. Узел 15 коррекции давления содержит датчик 16 температуры газа в камере высокого давления, блок 17 задания температуры газа в рабочей камере и первый блок 18 деления, выполненный на базе операционного усилителя, соединенный с блоком 19 извлечения квадратного корня, выход которого соединен с переменным резистором 20 прямой цени второго блока 21 деления, выполненного 50 на огзе операционного усилителя, а подвижный контакт резистора 20 механически связан с сервоприводом 22 блока вычисления газо- динамической функции.Блок 23 задания плошади среза сопла вклюцен в обратную цепь блока 2 деления, выход которого через датчик 24 давления в камере высокого давления соединен с третьим блоком 25 деления, выполненным на базе решающего усилителя, в обратной цепи которого включен блок 26 задания газодинамической функции на срезе сопла, который связан с блоком 27 задания числа Маха. Выход третьего блока 25 деления подключен к цепи питания первого блока 6 контроля давления.Раоотает система следующим образом.До запуска системы на установке закрепляется необходимое для работы сопло 4, плошадь среза которого выставляется задатчиком 23. Задатциком 26 хстанавливастся значение газодинамицеской функции с(Л,) на срезе сопла, связанной с числом Маха, известным для эксперимента. На задатчиках 8 первого и второго блоков 6 и 11 контроля устанавливается значение регулируемого давления в рабочей камере 2.После запуска системы электрические сигналы с датчика давления 7 и задатчика 8 поступают на элемент 9 сравнения, откуда сигнал рассогласования подается на блок 1 О управления, изменяющий положение регулирующего органа 3. При этом газ из камеры высокого давления поступает в рабочую камеру 2 и далее через сопло 4 на выход.Колебания коэффициента передачи рабочей камеры, вызванные изменениями давления и температуры в камере 1 высокого давления и в рабочей камере, а также плошади среза 5 сопла 4, компенсируются сигналом, который формируется во втором блоке1 контроля и узле 15 коррекции.При этом датчик 12 давления и задатцик 8 решающим усилителем 13 формируютРкчсигнал отношения ", подаваемыи на в.ходРоблока 14 вычисления газодинамической функции с(А,), сервопривод 22 которого перемещает контакт переменного резистора 20.Электрический сигнал с первого блока деления, содержащего датчик 16 температуры газа в камере высокого давления, блок 17 задания температуры газа в рабочей камере и блок 18 деления, характеризуется отношением а и подается на блок 19 извлечения квадратного корня. С выхода блока 19 поступает сигнал, пропорциональный Г, который умножается на величину ", полученную на выходе второго блока делейия, содержащего блок 23 задания плошади среза сопла, переменный резистор 20 и блок 21 деления.1 алее сигнал компенсации умножается на величинуч", формируемую датчиком 24 давления в камере высокого давления, блоком задания газодинамической функцииЛ 2)на срезе сопла, блоком 25 деления. С выхода узла 15 коррекции сигнал компенсации поступает в цепь питания первого блока 6 контроля давления. При этом устраняются колебания коэффициента передачи рабочей камеры, возникающие при изменении газодинамических параметров потока и изменении проходных сечений на входе и выходе установки.Использование блока компенсации позволяет в 2 - 3 раза увеличить диапазон устойчивой работы системы автоматического регулирования давления в условиях переменной плотности газового потока (1 х = 1.10 - 1.10 ), при+еобрести дополнительные ценные своиства инвариантности по отношению к вариациям температуры газа и получить оптимальный вид59692переходного процесса, что позволяет сэкономить 3 - 5 оо сжатого газа.форддна изобретенияСистема автоматического регулирования давления в газолинамической установке, содержащая камеру высокого давления, соединенную через регулирующий орган с рабочей камерой, снабженной соплом, первый блок контроля давления, подключенный через датчик давления к рабочей камере и через блок сравнения - к блоку управления регулирующего органа, второй блок контроля давления, подключенный через датчик давления к камере высокого давления и соединенный с блоком вычисления газодинамической функции давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения стаоильности коэффициента передачи системы, в нее введен узел коррекции давления, состоящий из блока задания температуры в рабочей камере, латчика температуры в камере высокого давления, блока задания пло 16цади среза сопла, блока задания величины газодинамической функции лавления, олока задания числа Маха, блока извлечения квадратного корня и олоков деления, входы первого блока деления соелинены с блоком задания температуры в рабочей камере н датчиком температуры в камере высокого давления, выхол соел,инен через олок извлечения квадратного корня со вторым блоком леления входы кото. рогсоединены с блоком задания плоцали среза сопла и блоком вычисления газолинамической функции, выход - через датчик давления качеры высокого давления соединен с третьим блоком леленя. вхолы которого селиень с блокоч задания газолинамической функции дав. ления и блоком задания числа Маха, а выход -с первым б 1 око ч контроля ла вления.Источники информации, принятые во вничание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР % 306450,кл. Ст 05 3 16,20, 969.2. Авторское свидетельство СССР Ло 467324,кл. Гз 05 В132,974.ор А. Гриценкоое нистров Сй л. 1 ооектная 1 ФнлиаРедактор ТрусовЗаказ 1136/4511 НИИПИ Составитель И. ПеткунТехред О. ЛуговаяТираж 1033счдарсгвенногокоиитета Сонпо делам изобретений и5, Москва, Ж, РаушскаяПГ 1 П Патент, г. Ужгород. оррекПодпис а Миткрыт наб.1 л. Г 1

Смотреть

Система автоматического регулирования давления в газодинамической установке