Учебный прибор для демонстрации вихревого течения перекачиваемой среды высокооборотной ступени нагнетателя

 

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано при моделировании проточных частей газовых нагнетателей в процессе обучения гидравлике, аэродинамике, гидромеханике . Цель изобретения - повышение уровня иллюстративности. При сообщении 17 сл со о сл 05 N Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 С 09 В 23/12

/Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

ВИХРЕВОГО ТЕЧЕНИЯ ПЕРЕКАЧИВАЕМОЙ СРЕДЫ ВЫСОКООБОРОТНОЙ СТУПЕНИ НАГНЕТАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано при моделировании проточных частей

: газовых нагнетателей в процессе обучения гидравлике, аэродинамике, гидромеханике. Цель изобретения — повышение уровня иллюстративности. При сообщении

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4014056/28-12 (22) 20 . 12.85 (46) 23.04.87. Бюл. № !5 (71) Московский институт химического машиностроения (72) В.И.Бойцов, Б.В.Иванов,. Ю.А.Новиков, С.Ф.Тесленко и В.А.Хохлов (53) 371.672(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ !02085 1, кл. G 09 В 1/00, 1983.

ÄÄSUÄÄ 305764 А 1

1305764 приводом 4 вращательного движения ва- фиксируется вакуумметрами 10 и лу 2 и рабочему колесу 3 лопасти пос- При этом степень повышения давления леднего, выполненные в виде ребер 7 и степень разрежения в камерах 8 и 9 с пересечением на оси вала 2, сообща- связаны между собой.. Рабочее колесо 3 ют полупрозрачному газу, поступающему размещено в прозрачном корпусе, что, из источника 6 через дроссель 5, ин- кроме регистрации приборами изменения тенсивное вращательное движение, энер- состояния среды полупрозрачного газа, гия которого. после прохождения газом подаваемого с различным напором, позлопаток 22 и 23 направляющего аппара- воляет осуществлять и визуальное набта преобразуется в давление, которое люпение с помощью стробоскопа. 2 ил.

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано при моделировании проточных частей газовых нагнетателей в процессе обучения гидравлике, аэродинамике, гидромеханике.

Цель изобретения — повышение наглядности, На фиг.1 схематически показан предлагаемый прибор, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Учебный прибор содержит герметичный прозрачный корпус 1, размещенное в нем на валу 2 рабочее колесо 3 с приводом 4 вращения, причем прибор снабжен регулируемым с помощью дросселя 5 источником 6 полупрозрачного газа, лопасти рабочего колеса 3 выполнены в виде ребер 7 с пересечением плоскостей на оси вала 2, средство для контроля состояния перекачиваемой среды состоит из размещенных по торцам нагнетателя камер 8 и 9, снабженных вакуумметрами 10 и 11 и обратными клапанами 12-15, имеющими фиксаторы

16-19, а направляющий аппарат выполнен в виде входного и выходного венцов 20 и 21 с поворотными на 180 лопатками 22 и 23, снабженными гермовводами 24 и 25 ручного привода пово- 30 рота лопаток 22 и 23 с помощью зубчатых шестерен 26 и 27.

Учебный прибор для демонстрации вихревого течения перекачиваемой сре- 35 ды высокооборотной ступени нагнетателя работает следующим образом.

При сообщении приводом 4 вращательного движения валу 2 и рабочему колесу 3 лопасти последнего, выпол- 40 ненные в виде ребер 7 с пересечением на оси вала 2, сообщают полупрозрачному газу, поступающему из источника

6 через дроссель 5, интенсивное вращательное движение. При расположении лопаток 22 и 23 входного и выходного венцов 20 и 21 по оси вала 2 и закрытых с помощью фиксаторов 16-19 обратных клапанов 12-15 происходит лишь интенсивное перемещение газа, причем благодаря подобранному соотношению ширины лопатки В и максимальной ширины Ь межлопаточного канала практически все частицы, находящиеся в межлопаточных каналах имеют окружную составляющую скорости, равную 15-30 от тепловой скорости при обычных (+15, +20 С) температурах и частотах вращения, лежащих в диапазоне 1,5

5,0.10 об/мин.

При повороте лопаток 22 входного венца 20 по направлению вращения привода 4, вращения рабочего колеса 3 вызовут при открывании обратного клапана 13 уменьшение давления в камере

8, а при повороте лопаток 23 выходного венца 21 и открывании обратного клапана 14 — повышение давления в камере 9. Аналогичным образом можно вызвать путем поворота лопаток в обратную сторону и открывания обратных клапанов 12 и 15 повышение давления в камере 8 и уменьшение давления в камере 9.

Зная объем камер 8 и 9 и время повышения и уменьшения давления, можно вычислить производительность ступени, достижимую с ее помощью степень сжатия, КПД ступени, зависимость всех параметров оч свойств перекачиваемого! 3057 газа. Используя стробоскоп, можно следить за характером изменения параметров при изменении частоты вращения.

Визуально оценивать изменение вихреобразования на различных режимах работы ступени можно настраивая стробоскоп на различные частоты пульсаций.

Прибор может быть дополнен еще одним или несколькими рабочими. колесами 10 и соответствующим количеством венцов направляющего аппарата.

Фиксаторы 16-19 служат для иллюстрации равенства или изменения давления в различных полостях макета при 15 разных положениях лопаток 22 и 23 направляющего аппарата, а также дают возможность фиксировать скорость падения давления в полости при различных градиентах. 20

Поскрльку рабочее колесо 3 имеет лопатки, лежащие в плоскостях, проходящих через ось вращения, оно придает частицам газа, находящимся в межлопаточных каналах, импульс движения в направлении вращения. Частицы, вылетающие из торцовых поверхностей рабочего колеса, не получают дополнительных импульсов в осевом направлении, поэтому не происходит перераспределе- 30 ния давления вдоль оси прибора без участия направляющего аппарата. Когда кромки лопаток, находящиеся на периферийной окружности, параллельны оси, направляющий аппарат также не создает 3g осевого перераспределения давления.

При повороте лопаток на какой-либо угол частицы, вылетающие из торцовых поверхностей рабочего колеса, натыкаются на косостоящие лопатки и полу- <0 чают при отражении от лопаток импульс движения, который имеет составляющую б4 cf в осевом направлении. Частицы, отразившиеся B направлении одной из камер 8 или 9, создают в этой камере повышенное давление, которое фиксируется мановакуумметрами 10 и 11. При повышении давления в одной из камер в другой давление соответственно понижается (поскольку объем полупрозрачного газа в герметичном макете постоянен). При повороте лопаток в другую сторону давление повьппается в другой камере, а в противоположной— понижается. Когда лопатки повернуты о на 90 от среднего положения направляющий аппарат не пропускает частиц.

Формула изобретения

Учебный прибор для демонстрации вихревого течения перекачиваемой среды высокооборотной ступени нагнетателя, содержащий герметичный прозрачный корпус, размещенное в корпусе на валу лопастное рабочее колесо, связанное с приводом вращения средство для контроля состояния перекачиваемой среды и направляющий аппарат, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения наглядности, средство для контроля состояния перекачиваемой среды состоит из расположенных по обоим торцам нагнетания камер калиброванного объема, снабженных вакуумметрами, и соединяющих камеры и нагнетатель обратных клапанов, а направляющий аппарат выполнен в виде входного и выходного венцов, имеющих поворотные на 180 лопатки, связанные через гермовводы с механизмом их поворота, при этом лопасти рабочего колеса выполнены в виде ребер, плоскости которых пересекаются на оси вала.

©иг.2