Устройство для градуировки измерителей пульсаций давления, скорости,плотности и температуры газового потока

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность градуировки путем генерирования продольных акустических импульсов в малотурбулентном и одномерном дозвуковом потоке. В устр-ве От нагнетателя резервуары 1, 2 высокого и низкого давлений соединены прямолинейным цилиндрическим трубопроводом 5. Перед лемнискатным входом трубопровода 5 в резервуаре 1 размещена крыльчатка 6 в виде одиночной плоской лопасти в форме кольцевого сектора. При вращении крыльчатки 6 ее лопасть 8 периодически перекрывает вход трубопровода 5, что приводит к созданию в потоке продольного возмущения. Установленные на входе резервуаров 1, 2 сетки 3, 4 препятствуют образованию крупных турбулентных: возмущений во входящих в резервуары струях газа. Гнезда для измерителей отстоят от концов трубопровода 5 на расстоянии не менее 0,25 его длины. Применение в крыльчатке 6 сменных лопастей 8 с различными центральными углами кольцевых секторов обеспечивает дискретное регулирование интенсивности и формы импульсов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. С/) .4 эксгаустеру

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1413462 А1 сд) 4 G 01 L 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4143710/24-10 (22) 03.11.86 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия

СССР (72) В.И.Вовденко, П.В.Королев, Г.И.Непорожний и А.К.Янко (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 568858, кл. G 01 Р 21/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

И- 514219, кл. G 01 L 27/00, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ, СКОРОСТИ, ПЛОТНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность градуировки путем генерирования продольных акустических импульсов в малотурбулентном и одномерном дозвуковом потоке. В устр-ве

0m наьн тарезервуары 1, 2 высокого и низкого давлений соединены прямолинейным цилиндрическим трубопроводом 5. Перед лемнискатным входом трубопровода 5 в резервуаре 1 размещена крыпьчатка

6 в виде одиночной плоской лопасти в форме кольцевого сектора. При вращении крыльчатки 6 ее лопасть 8 периодически перекрывает вход трубопровода 5, что приводит к созданию в потоке продольного возмущения.

Установленные на входе резервуаров

1, 2 сетки 3, 4 препятствуют образованию крупных турбулентных возмущений во входящих в резервуары струях газа. Гнезда для измерителей отстоят от концов трубопровода 5 на расстоянии не менее 0,25 его длины. Применение в крыльчатке 6 сменных лопастей 8 с различными центральными углами кольцевых секторов обеспечивает дискретное регулирование интенсивности и формы импульсов ° 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1413462

40

55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при динамической градуировке устройств для измерения нестационарных возмущений (пульсаций) параметров установившихся газовых потоков.

Целью изобретения является повышение точности путем генерирования продольных акустических импульсов в малотурбухгентном и одномерном дозвуконом потоке.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства для случая дозвуковых потоков; на фиг. 2 — крыльчатка с лопастью.

Устройство содержит нагнетатель, эксгаустер, резервуары 1 и 2 высокого давления и низкого давления. На входы в резервуары установлены. сетки

3 и 4. Резервуары соединяет прямолинейный цилиндрический канал 5 с открытыми концами, имеющий лемнискатный вход и длину 100-200 калибров.

Контрольное сечение канала расположено на расстоянии не менее 0,25 его длины от каждого из его концов. Оно препарировано так, чтобы обеспечить измерение параметров потока в нем эталонным и градуируемым устройствами ми. В резервуаре 1 находится крыпьчатка 6, закрепленная на валу электродвигателя 7 постоянного тока.

Крыльчатка имеет одиночную плоскую лопасть 8 в форме кольцевого сектора с центром на оси вращения. Между нагнетателем и резервуаром I расположены нагреватель 9, охладитель 10 и дроссель 11, между резервуаром 2 и эксгаустером — дроссель 12, Кроме этого, устройство содержит средства

13 и 15 измерения средних во времени значений температуры торможения газа в резервуаре Тр, давления P на стенФ ке канала в койтрольном сечении 14 и массового расхода газа С через канал 15.

Устройство работает следующим обI разом.

В резервуар 1 от нагнетателя через нагреватель 9 или охладитель 10 и дроссель 11 поступает газ заданного состава. Далее газ движется в резервуар 2 через канал 5. Из резервуара 2 газ отводится к эксгаустеру через расходомерное устройство 15 и дроссель 12. Сетки 3 и 4 гасят кинетическую энергию струй газа, входящих в резервуары, и препятствуют возник—

25 новению здесь крупномасштабных турбулентных возмущений. Лемнискатный вход цилиндрического канала 5 исключает возникновение турбулентности из-за срывного обтекания входных кромок. Таким образом, на установившемся режиме работы устройства в окрестности контрольного сечения 14 канала 5 происходит малотурбулентное, близкое к одномерному, установившееся адиабатическое дозвуковое движение газа.

При вращении вала электродвигате» ля 7 лопасть 8 крыльчатки 6 периодически перекрывает сечение входа в канал 5 и создает в потоке, движущемся по каналу, продольное возмущение, состоящее из импульсов трех видов: завихренности, энтропии и акустического. Импульсы завихренности и энтропии проходят вдоль канала однократно со средней скоростью потока. Акустический импульс вначале проходит вдоль канала в прямом направлении со скоростью, равной сумме местной скорости звука и скорости потока, затем отражается от выходного сечения, проходит в обратном направлении со скоростью, равной разности местной скорости звука и скорости потока, отражается от входного сечения и т.д. При отражении акустического импульса от концов канала возмущение давления в нем меняет знак. Поэтому по каналу в прямом направлении движутся акустические импульсы разрежения, в обратном— акустические импульсы сжатия.

Частота вращения крыльчатки и центральный угол лопасти таковы, что генерируемые крыльчаткой продольные акустические импульсы проходят через контрольное сечение 14 канала одиночно

Режим установившегося движения газа в контрольном сечении 15 канала

5 определяется средними во времени значениями трех независимых параметров потока, например температуры торможения Т, давления P и приведенФ ной скорости Л . Режим, необходимый для проведения градуировки, устанавливают путем изменения подогрева или охлаждения газа перед резервуаром 1 и изменением степени дросселирования газа дросселями 11 и 12. Контроль режима осуществляют путем измерения величин Тр, Р и С и последую3 141346 ! щего расчета на основе значений этих величин средних во времени значений трех определякщих параметров. Расчет производится в предположении, что средняя во времени температура торможения газа в контрольном сечении канала Т = Т р. На основе значений

Т, P и С рассчитывают также среднйе во времени значения плотности 1р торможения » и .приведенной скорости Ь потока в контрольном сечении.

Градуировку измерителей пульсаций параметров газовых потоков осуществляют на установившемся режиме работы данного устройства (во время распространения по потоку, движущемуся по каналу 5, продольных акустических импульсов) . При этом в контрольном сечении канала эталонным устройством 20 измеряют возмущения одного из пара метров потока и на основе этого по известным зависимостям рассчитывают измеряемые в том же сечении градуируемым устройством возмущения другого25 параметра, возникающие в моменты прохождения через сечение акустических импульсов.

Регулирование интенсивности и фор, мы генерируемых акустических импуль- 3О сов осуществляют путем изменения напряжения питания электродвигателя 7, а следовательно, и частоты вращения

его вала путем перемещения электродвигателя вдоль его оси с соответст 35 вукицим изменением зазора д между плоскостью лопасти 8 и плоскостью входа в канал 5 и путем применения в крыльчатке сменных лопастей с различными центральными углами.

Формула изобретения

1. Устройство для градуировки измерителеи пульсаций давления скорос 45 ти,. плотности и температуры газового потока, содержащее нагнетатель, подг

4. ключенный к входу резервуара высокого давления, резервуар низкого давления, соединяющий резервуары трубопровод с гнездами для установки градуируемых и образцовых измерителей, концы которого введены в резервуары, генератор нестационарных возмущений потока в виде крыльчатки с приводом для вращения, причем ось крыльчатки расположена параллельно оси трубопровода, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем генерирования продольных акустических импульсов в малотурбулентном и одномерном дозвуковом потоке, оно снабжено сетками, установленными на входе в резервуа-. ры, трубопровод выполнен прямолинейным длиной 1 = (100-200)d, где d— диаметр трубопровода, входная часть трубопровода, размещенная в резервуаре высокого давления, имеет лемнискатный вход, а гнезда для измерителей размещены на расстоянии не менее 0,25 1 от концов трубопровода, причем крыльчатка выполнена в виде одиночной плоской лопасти, имекицей форму кольцевого сектора, и установлена в резервуаре высокого давления перед входом трубопровода с возможностью его перекрытия.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

/ плавного регулирования интенсивности и формы генерируемых импульсов, привод крыльчатки снабжен регулятором частоты вращения и установлен с воэможностью перемещения вдоль оси вращения крыльчатки.

3. Устройство по п.1 ° о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, дискретного регулирования интенсивности и формы импульсов, крыльчатка снабжена набором сменных лопастей с различными центральными углами кольцевых секторов.

1413462

Фиг. 2

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М.Кепемеш

Заказ 3773/43

Составитель А.Соколовский

Техред М.Ходанич Корректор В.Романенко