Способ гидродинамических испытаний моделей транспортных средств

 

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, а именно к способам изучения динамических характеристик моделей транспортных средств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Способ включает размещение исследуемого тела 2 в рабочем участке 1 гидротрубы, подачу в ее контур сжиженной углекислоты при статическом давлении в рабочем участке 1 выше давления упругости паров при температуре испытания и ее последующую циркуляцию. Количество фаз в потоке регулируют путем снижения давления в контуре трубы ниже давления упругости паров при отсутствии циркуляции. Фиксируют наличие и количество газовой фазы в потоке жидкой углекислоты, после чего осуществляют циркуляцию. Визуализацию поля давления в рабочем участке производят путем изменения давления в контуре трубы при циркуляции рабочей жидкости, фиксируя давление, при котором в местах пониженного давления образуются пузырьки газа, и точки потока, где происходит это образование пузырьков. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УВЛИК

„„SU„„1481612 (5! )4 С 01 M 10/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ rHHT СССР Ц E >)rI» цg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (2!) 4075956/31-11 (22) 21.05.86 (46 ) 23 .05.89. Бюл. Ф 19

{7!) Сектор механики неоднородных сред АН СССР (72) Б.В.Бошенятов и А.И.Полищук (53) 629 12!532 006 !б 001 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 1073594, кл.. G 01 M 10/00, 1982, Н A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ГИДР ОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАННА МОДЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (57) Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, а именно к способам излучения динамических характеристик моделей транспортных средств. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.Способ включает размещение исследуемого тела 2 в рабочем участке 1 гидротрубы, подачу в ее контур сжиженной углекислоты при статическом давлении в рабочем участке 1 выще давления упругости паров при температуре испытания и ее последующую циркуляцию.

Количество фаэ в потоке регулируют путем снижения давления в контуре трубы ниже давления упругости паров при отсутствии циркуляции. Фиксируют наличие и количество газовой фазы в потоке жидкой углекислоты,после чего осуществляют циркуляцию.Визуализацию поля давления в рабочем участке производят путем изменения давления в контуре трубы при циркуляции рабочей жидкости, фиксируя дав- а

Ю ление, при котором в местах пониженного давления образуются пузырьки газа, и точки потока, где происходит это образование пузырьков. 4 ил. (148161 2

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и может быть использовано при изучении характеристик моделей транспортных средств.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 изображена принципиачьная схема установки для гидродинамл" ческих испытаний моделей транспортных средств; на фиг, 2 — диаграмма фазового состояния углекислого газа; на фиг. 3 — график зависимости числа Рейнольдса от скорости потока 15 в рабочей части гидротрубы диаметром 0,1 м при 20ОС для СО (кривая Х) и воды (кривая II); на фиг. 4 — график изменения кинематической вязкости СО от температуры. 20

Установка для гидродинамических испытаний содержит рабочий участок

1, исследуемое тело 2, емкость 3

"для жидкой углекислоты, дозирующий насос 4, жидкую углекислоту 5,регулируемый клапан 6, электродвигатель .

7, насос 8, холодильник 9, нагреватель 10 и трехходовой кран 11, канал

12, исполнительный механизм 13, датчик 14 возникновения пожара, трубопровод 15 системы пожаротушения.Пове" дение СО характеризуется диаграммой

его фазового состояния (фиг,2). Вьппе кривой ГО находится в жидком состоянии 35

Температура — 31,1 С является крио тической температурой. Диапазон температур, при котором можно использовать жидкий 00 в гидр отрубе, составляет примерно от -60 до +30 С. При 40 этом, чем ниже температура, тем меньше величина абсолютного давления,которое необходимо поддерживать в контуре трубы. Однако с понижением температуры возрастает кинематическая 45 вязкость жнейкой СО (фиг.4) и, следовательно, уменьшается выигрыш в числе Рейнольдса, Иэ данных приведенных на фиг. 2 и 4, следует, что наиболее приемлемым является диапазон50 температур от -15 до +20 0. .Нагревать

СО вьппе комнатной температуры, нерационально, так как это требует поддержания высокого давления в гидротрубе, затрат энергии на нагрев, 55 но в то же время вязкость практически не уменьшается, При температуре о менее — 15 С начинает сказываться увеличение вязкости жидкой углекиспоты, что отрицательно влияет на выигрьпп в числе Рейнольдса, Расчеты,приведенные на фиг.4, показывают, что в этом диапазоне температур применение жидкой углекислоты обеспечивает более чем десятикратное увеличение числа Рейнольдса. При снижении давления в какой-либо области исследуемой жидкости ниже давления упругости паров при данной температуре (фиг.2) происходит образование газовой фазы.

Как известно, из контура трубы (за исключением насоса 4) наибольшая скорость потока, а следовательно, (как это следует из уравнения Бернулли) наименьшее давление реализуется в рабочей части трубы, Поэтому, снижая давление в контуре трубы,можно легко определить по появлению в рабочей части пузырьков газа места, где давление имеет минимальную величину. Фиксированием давления и мест образования газовых пузырьков осуществляется визуализация течения в рабочей части гидротрубы. Кроме того, предлагаемый способ позволяет также проводить специальные исследования по обтеканию тел двухфазным потоком.

С этой целью при нулевом перепаде жидкости производят снижение абсолютного давления в контуре трубы ниже давления упругости парон при данной температуре. В результате этого в жидкой углекислоте, заполняющей контур трубы, происходит образование пузырьков газа. Так как разные участки трубы находятся под неодинаковым давлением, то, регулируя степень снижения давления, можно получить различные величины газонасыщенности. Последующая циркуляция жидкости обеспечит создание потока с равномерно распределенной газонасыщенностью, Современные гидроустановки требуют для своего управления и проведения измерений большого количества различных устройств и приборов, питание которых осуществляется от электросети. В случае возникновения пожара на установках тушение их может производиться только в среде инертного газа, В предлагаемом техническом решении предполагается направить жидкую углекислоту, находящуюся в гидротрубе под повьппенным давлением, непосредственно в систему тушения к месту возникновения пожара, что значительно повысит надеж1481612 ность работы установки и ее сохран— ность, Способ осуществляется следующим образом.

В рабочем участке I гидротрубы размещается исследуемое тело 2. Из емкости 3 дозирующим насосом 4 в контур гидротрубы подается жидкая углекислота 5, Регулируемый клапан 6 обеспечивает поддержание в гидротрубе заданного давления. Минимальное давление, которое необходимо поддерживать в рабочем участке, определяется следующим образом, - 15

Полное давление в любой точке потока уч

P = Р + д ст В

20 где P — статическое давление;

y, v — плотность и скорость жидкости соответственно.

Однофазный поток жидкой 00 z обесп ечив а ется при условии Р Р qn>,, 25 где Р „„ — упругость паров СО при заданной температуре (фиг.2). Следовательно, полное давление в рабочей части должно быть больше, чем

Рч 30

РР- +- ——

ИР

Например, при скорости в рабочей части 10 м/с и 0 0 эта величина составляет Р я > 3,51 10 Па. Если жид6 кость покоится, то давление составля- 35 ет 3,5 MIIa. При снижении давления ниже этой величины в жидкой углекислоте начинается выделение пузырьков. Появление газовой фазы и ее количество фиксируется известнь|ми мето-40 дами, например, с помощью ультразвуковой аппаратуры, После наполнения всей трубы углекислотой включается электродвигатель 7, приводящий в движение насос 8.

Температура углекислоты поддерживается на заданном уровне холодильником 9 и нагревателем 10. Трехходовой кран 11 обеспечивает движение углекислоты по контуру трубы и перекрытие канала 12 ° соединяющего контур трубы с системой пожаротушения.

Привод трехходового крана 11 осуществляется от исполнительного механизма 13, на выход которого подается сигнал от датчика 14 возникновения пожара. Нри возникновении пожара сигнал от датчика 14 поступает в исполнительный механизм 13, который переключает трехходовой кран 11, и жидкая углекислота под действием давления в контуре труб начинает поступать в трубопровод 15 системы пожаротушения. йормулаизобретения

Способ гидродинамических испытаний моделей транспортных средств ° основанный на перемещении рабочей среды и измерении гидродинамических характеристик обтекания, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в качестве рабочей среды используют жидкую углекислоту, а испытания проводят при последовательном снижении статического давления рабочей среды от давления, превышающего давления упругости паров углекислоты.

1481612

ЩО

ИПа

V,ю/с

Составитель Ю.Лазаренко

Техред Л. Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Редактор H. Бобкова

Заказ 2678/42 Тираж 790 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101