Дзюбенко Б.В., Дрейцер Г.А., Ашмантас Л.-В.А. - Нестационарный тепломассообмен в пучках витых труб (1062122), страница 14
Текст из файла (страница 14)
В случае выхода из строя датчика и при неиспользовании некоторых каналов измерения работа АЦП без перегрузки обеспечивается путем исключения ненужных аналоговых ключей бесконтактного коммутатора регистром сдвига. Управление всеми блоками и схемами преобразователя информации происходит импульсами соответствующих частот и продолжительности, которые вырабатываются задающим генератором и формирователем импульсов частоты сети (см. Рис. 2.7) в блоке управления.
Задающий генератор выдает импульсы с частотой 200 кГц. Эти импульсы поступают на 68 формирователь двух импульсных последовательностей, т.е. тактовый импульс "А" (ТИА) и тактовый импульс "В" (ТИВ), с частотами 100 кГц и сдвинутыми между собой на половину периода. Последовательность ТИА после ряда делений преобразуется в тактовые импульсы ТИА 10 кГц сдвигающего регистра для управления бесконтактным коммутатором и импульсы формирования микроцикла длительностью 15 мс. При помощи позиционного дешифратора в формирователе выделяются мили- секундные импульсы для формирования начала записи (заряда конденсаторов) — первый импульс, конца записи (отключения конденсаторов от источников измеряемых сигналов) — восьмой импульс, начала интервала считывания (подкрючения конденсаторов к бесконтактному коммутатору) — 10-й импульс и импульса записи "1" в сдвигающий регистр ( запуска бесконтактного коммутатора для поочередного подключения к аналого-цифровому преобразователю) — 14-й импульс.
Конец импульса счиФывания формируется по импульсу спроса последнего конденсатора. Тактовые импульсы частотой 100 кГц последовательности ТИВ (см. рис. 2.7) используются в качестве запускающих АПП. Делитель частоты импульсов запуска предназначен для формирования импульсов запуска циклов для работы с необходимой частотой. Эксперимейты при исследовании нестационарного перемешивания теплоносителя проводились с частотами 50, 20, 10, 5 и 1.Гц. Счетчик циклов в блоке управления (см. рис. 2.7) предназначен для формирования импульса сброса после одного или ста циклов работы преобразователя информации.
Пики работы преобразователя информации начинается с нажатия кнопки "ПУСК", когда формируется один импульс с определенными параметрами, который поступает на синхронизатор привязки к частоте сети. Синхронизатор вырабатывает импульс, поступающий на синхронизатор привязки к основной частоте и появляющийся одновременно с первым импульсом от формирователя импульсов частоты сети.
Синхронизатор привязки к основной частоте вырабатывает импульс, переключает триггер "Работа" в состояние 1 и устанавливает все узлы прибора в исходное состояние. При переключении триггера посылается сигнал разрешения работы дешифратора, после чего начинается работа формирователя микроцикла.
После описанных действий импульсов формируется интервал записи при помощи триггера "Запись" с длительностью 8 мс, интервал считывания при помощи триггера "Считывание" с длительностью 3 + (0,1 ... 4) мс, и интервал информации при помощи триггера "Информация". Под воздействием высокого уровня импульса триггера "Информация" н тактовых импульсов последовательности ТИВ схема "И" формирует импульсы запуска ЛПП.
Подключение бесконтактным коммутатором измеряемого сигнала к АЦП и передача сигнала запуска АЦП иызывает преобразование измеряемой величины в цифровой код. После выдачи сигнала АЦП "Конец измерения" цифровой код записывается в выходной регистр и далее через выходные усилители передается в ЭВМ. После опроса последнего канала измерения и передачи информации в ЭВМ микроцикл заканчивается прн положении переключателя счетчика циклов: "1 цикл" или повторяется 100 раз в положении переключателя: "100 циклов". Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК-2) используется для первичной обработки опытных данных и накоплении информации (рис. 2.9).
Связь между блоками ИВК-2 осуществляется через общую шину. Комплекс ИВК-2 с помощью устройства КЛМАК связан с внешними объектами. В комплектацию комплекса входят два крейта КАМАК. Структурная схема крейта представлена на рис, 2.10, Напряжения датчи- 70 УР Рис. 2.9. Структурная схема комплекса ИВК-2: 1 — процессор СМ 2104; 2 — устройство ввода — вывода перфоленты СМ 6204; 3 — оперативная память, СМ 3102; 4 — контролер памяти на магнитных дисках, СМ 5402; 5 — контролер памяти на магнитной ленте, СМ 5002; 6 — крейт-контролер; 7 — модули "КАМАК"; 8 — дисплей, СМ 7204; 9 — магнитный диск, ИЗОТ 1370; 10 — память на магнитной ленте, ИЗОТ 5003", 11 — крейт модулей "КАМАК" Рис.
2.10. Структурная схема крейта "КАМАК": 1 — общая шина; 2 — контролер крейта; 3 — входной регистр, 305; 4 — выходной регистр, 350; б — А11П 712; 6 — 11АП ДАС; 7 — репейный коммутатор 750; 8 — коннектор напряжения питания, 058 ков, трансформированные в цифровую форму преобразователем информации (ПИ), подаются на входной регистр. Для увеличения скорости приема данные сначала накапливаются в оперативной памяти (СМ 3102) и после приема полного цикла (например, 40 каналов по 100 измерений) собранная информация декодируется и переводится в физические величины, В зависимости от написанной программы данные выводятся в 70 форме таблиц и графиков, удобных для дальнейшей обработки и накаг ливаются в магнитных дисках, лентах или перфолентах, Дополнительная связь ЭВМ с объектом состоит из двух цифровы вольтметров (см рис 2,5), измеряющих напряжение и ток генератор (напряжение на шунте) .
С выходов вольтметров в цифровой форме ч~ реэ схему сопряжения сигналы подаются на входы регистров Процессо рассчитывает мощность генератора, сравнивает с заданной по программ мощностью для каждого момента времени и выдает ошибку напрнжени в цифровом коде на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). С выхс да ПАП ошибка напряжения в. аналоговой форме поступает иа вхо, внешнего управления регулятора мощности, Регулятор мощности устэ навливает ток возбуждения генератора, интегрируя ошибки напряжения Управление переходным процессом при изменении мощности теплово~ нагрузки и сбором информации можно осуществлять также с диспле: через выходной регистр КАМАКа„ На точность полученных результатов при исследовании нестационау ного процесса перемешивания теплоносителя в пучках витых труб боль шое влияние может оказывать также инерционность датчиков при изме ренин температуры.
Действительно, если при измерении стационарны: температур погрешности измерения возникают из-за отвода тепла от дат чика теплопроводностью благодаря лучистому теплообмену с окружаю шими телами и других причин, то при измерении изменяющейся во вре мени температуры возникают дополнительные погрешности, обусловлен ные нестационарностью процесса, Это связано с тем, что королек термо пары не успевает принять температуру окружающей среды мгновенно ~ сигнал, возникающий в термочувствительном элементе, регистрируется < запаздыванием из-за его термической инерционности.
Имеющиеся т настоящее время методы расчета инерционности термопар позволяю~ сделать только приближенные оценки нестационарной погрешности из мерения температуры теплоносителя — воздуха. С увеличением коэффи циента теплоотдачи инерционность уменьшается, как и с уменьшениеь диаметра королька термопары (толщины проволоки), На погрешнос измерения может сказываться также темп нагрева пучка витых труб, ил производная температуры теплоносителя во времени. При исследовании нестационарного тепломассобмена для оценк~ нестационарной погрешности достаточно установить постоянную времен~ переходного процесса.
Будем считать, что разность температур хромель алюмелевой термопары Тт и потока воздуха Тп равна (Тп — Т ), а абсо лютная погрешность измерения Ь одинакова для стационарного и песта ционарного процессов нагрева. Тогда время установления показани» прибора с данным преобразователем Тс Тп т, =теМ (2.11 где те — постоянная времени. Если т~ = Зте, то Ь = 0,05 (Тп — Тт), т.е температура королька термопары отличается от температуры среды н, 5%. При ть = 5те А= 0,007(Тп — Тт) т.е. отличие 0,7%. В государствен ных стандартах на технические термойары оценка термической инерцион ности дается по времени, в течение которого показания прибора при иэ мерении температуры среды в определенных пределах не доходят до зна чений, соответствующих этой температуре, значительно больше, чем н: величину погрешности прибора. Следовательно, этому условию удовлет воряет термопара, у которой нестационарная погрешность с учетом тепло вой инерции не превысит 1%.
В результате выполненной оценки инер т,.га-,г а Рис. 2.11. Зависимость постоянной времени от диаметра электродов термопар агу аа ционности термопар была получена зависиаа масть постоянной времени те от диаметра а,г электродов термопар (рнс. 2.11) . Как видно из рис. 2.11, при диаметре электродов тераг мопар а = 0,2 мм ге = 0,0026 с. В зависи- мости от скорости потока величина те колеб. а аг аг аа аэ я',мм летая в интервале те = 0,0026 ... 0,008 с. В случае резкого изменения температуры воздуха, обтекающего термопары, установленные на координатном устройстве (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
