Спосіб визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберіганя та подачі водню

Реферат: Спосіб визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню полягає в тому, що змінюють площу вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню у часі і вимірюють величину зростання тиску в газогенераторі. Площу вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню змінюють у часі за законом напівсинусоїдального одиночного імпульсу фіксованих амплітуди та тривалості, в момент часу, який дорівнює половині тривалості цього імпульсу, вимірюють величину зростання тиску в газогенераторі системи зберігання та подачі водню. UA 118441 U (12) UA 118441 U UA 118441 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до області зберігання та подачі водню за допомогою систем, до складу яких входить газогенератор водню, і може бути використана для визначення динамічних характеристик таких газогенераторів. Відомий спосіб визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню, який полягає в тому, що стрибкоподібно змінюють площу вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню, реєструють тиск в ньому і по його зміні у часі судять стосовно динамічних характеристик [1]. Недоліком цього способу є те, що при його реалізації не визначаються динамічні властивості газогенератора системи зберігання та подачі водню в частотній області. Найбільш близьким аналогом до способу, що запропоновано, є спосіб визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню, який полягає в тому, що стрибкоподібно змінюють площу вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню і в кожній із моментів часу, що відстоять один від одного на однакову величину, вимірюють величину зростання тиску в газогенераторі системи зберігання та подачі водню відносно попереднього моменту часу, а динамічні характеристики визначають за формулами [2]. Недоліком цього способу є те, що його реалізація обумовлює необхідність в проведенні багатьох вимірів величини зростання тиску в газогенераторі системи зберігання та подачі водню. Кількість таких вимірів повинна бути не менше десяти. В основу корисної моделі поставлена задача по скороченню кількості вимірів при визначенні динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню, який полягає в тому, що змінюють площу вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню у часі і вимірюють величину зростання тиску в газогенераторі, згідно з корисною моделлю, додатково площу вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню змінюють у часі за законом напівсинусоїдального одиночного імпульсу фіксованих амплітуди та тривалості, в момент часу, який дорівнює половині тривалості цього імпульсу, вимірюють величину зростання тиску в газогенераторі системи зберігання та подачі водню, а динамічні характеристики газогенератора системи зберігання та подачі водню визначають за виразами:   t  2  KA  A   K 1   0     1      P    35 40 45 50 0,5 ; (1) 0,5  t  KA      arctan  0   1  , (2)    P     де K - коефіцієнт передачі газогенератора системи зберігання та подачі водню; A , t 0 амплітуда та тривалість відповідно одиничного імпульсу напівсинусоїдальної форми, за законом якого здійснюється зміна у часі площі вихідного отвору газогенератора; P - зростання тиску в газогенераторі в момент часу, який дорівнює половині тривалості імпульсу напівсинусоїдальної форми;  - кругова частота. Результат, який може бути одержаний при реалізації корисної моделі, полягає у тому, що визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню здійснюють із використанням тільки одного виміру величини зростання тиску в газогенераторі. На кресленні наведені залежності, які поясняють суть способу визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню, де зображено: 1 залежність площі вихідного отвору газогенератора від часу; 2 - залежність зростання тиску в газогенераторі, обумовленого зміною площі вихідного отвору газогенератора; t 0 - тривалість імпульсу; P - величина зростання тиску в газогенераторі при t  0,5t 0 . Запропонований спосіб визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню здійснюється наступним чином. При зміні площі вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню згідно з виразом t Ft   A sin 1t   1t  t 0  , (3) t0 де A , t 0 - відповідно амплітуда та тривалість одиночного імпульсу напівсинусоїдальної форми (див. креслення - залежність 1); 1 - функція Хевісайда, буде мати зростання тиску в 1 UA 118441 U газогенераторі Pt  відносно його сталого значення, як це показано на кресленні - залежність 2. Зростання тиску Pt  внаслідок зміни площі вихідного отвору Ft  описується виразом: Pt   L1W p Fp  , (4) 5 10 L1 - оператор зворотного зображення Лапласа; W p - передаточна функція газогенератора; Fp - зображення по Лапласу від функції Ft  . Передаточна функція газогенератора має вигляд [1] де W p   K p  11 , (5) де K - коефіцієнт передачі газогенератора;  - динамічний параметр газогенератора. Із урахуванням (3) та (5), згідно із (4), має місце  2   t t   t  t 0 sin  t 0  exp    cos 1t     t0 t 0        2 2 2 1   Pt   KA t 0      . (6)  t  t 0  t  t 0    t  t0   2  1t  t 0   t 0  exp    cos  t 0 sin t     t0  0          Залежність (6) у загальному вигляді наведена на кресленні - залежність 2. В момент часу t  0,5t 0 вимірюють величину зростання тиску в газогенераторі P . Після закінчення перехідних процесів згідно з (6) буде мати місце вираз: 15   1 2 2 P  KA t 0  22 t 0 , (7) із якого витікає вираз для динамічного параметра газогенератора: 0,5 t 0  KA   1 . (8)   P  Згідно із (5) для амплітудно-частотної характеристики A  та для фазово-частотної характеристики  газогенератора системи зберігання та подачі водню можна записати:  20   0,5 ; (9) A  K 1  22    arctant . (10) Об'єднання (8), (9) та (10) приводить до остаточних виразів для динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню, які приймають вигляд:   t  2  KA  A   K 1   0    1      P    25 30 35 0,5 ; (11) 0,5  t  KA      arctan  0   1  . (12)    P     Внаслідок того, що параметри K , A та t 0 є фіксованими, тобто апріорі заданими, одноразовий вимір параметра P дозволяє визначити динамічні характеристики газогенератора системи зберігання та подачі водню в частотній області за допомогою виразів (11) та (12). Таким чином, зміна площі вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню за законом (3) у часі і вимір зростання тиску в ньому в момент часу, який дорівнює половині тривалості імпульсу (3), дозволяє скоротити число вимірів величини зростання тиску в газогенераторі при визначенні його динамічних характеристик до одного вимірювання. Джерела інформації: 1. Абрамов Ю.А. Системи хранения и подачи водорода на основе твердых веществ для бортовых энергетических установок /Ю.А. Абрамов, В.И. Кривцова, В.В. Соловей. - Харьков: 2002. – 277с.-ISB № 966-03-1094-3. 2. Патент України № 109686, МПК С01В 3/06, 2016. 2 UA 118441 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб визначення динамічних характеристик газогенератора системи зберігання та подачі водню, що полягає у зміні площі вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню у часі і вимірюванні величини зростання тиску в газогенераторі, який відрізняється тим, що площу вихідного отвору газогенератора системи зберігання та подачі водню змінюють у часі за законом напівсинусоїдального одиночного імпульсу фіксованих амплітуди та тривалості, в момент часу, який дорівнює половині тривалості цього імпульсу, вимірюють величину зростання тиску в газогенераторі системи зберігання та подачі водню, а динамічні характеристики газогенератора системи зберігання та подачі водню визначають за виразами:   t  2  KA  A   K 1   0    1      P    15 0,5 ; 0,5  t  KA      arctan 0   1  ,    P     де K - коефіцієнт передачі газогенератора системи зберігання та подачі водню; A , t 0 амплітуда та тривалість відповідно одиничного імпульсу напівсинусоїдальної форми, за законом якого здійснюється зміна у часі площі вихідного отвору газогенератора; P - зростання тиску в газогенераторі в момент часу, який дорівнює половині тривалості імпульсу напівсинусоїдальної форми;  - кругова частота. Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3