Стенд для испытания энергетических установок

 

Использование: в машиностроении при стендовых испытаниях энергетических установок. Сущность изобретения: для испытания энергетической установки 2 мощностью меньше основной в газодинамическую трубу 3 вставляется дополнительная труба, собранная из отдельных частей: конфузора 5, цилиндрической части 6 и диффузора 7. Каждая отдельная секция снабжена автономной системой охлаждения. Дополнительная труба закреплена неподвижно посредством диафрагмы 11 и установлена на подвижных опорах 12. При испытании энергетической установки система дополнительная труба - энергетическая установка работают как эжектор, создавая разрежение в барокамере 1. Дополнительная труба снижает скорость газа до дозвуковой и восстанавливает статическое давление. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на предприятиях, занимающихся стендовыми испытаниями энергетических установок.

Известен стенд для испытания энергетических установок, содержащий газодинамическую трубу и лоток с водой [1] .

Недостатком стенда является загрязнение окружающей среды продуктами сгорания.

Наиболее близким к изобретению является стенд для испытания энергетических установок, включающий барокамеру, газодинамическую трубу с системой охлаждения, газодинамический тракт, гидрогаситель продуктов сгорания и трубу рассеивания [2] .

Недостатком стенда является то, что для испытания энергетических установок других мощностей необходимо строить новые стенды.

Целью изобретения является расширение диапазона мощностей энергетических установок при испытаниях на одном стенде, т. е. придание стенду универсальности.

Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен дополнительной газодинамической трубой, устанавливаемой в полость основной трубы при проведении испытаний энергетических установок меньшей мощности. Дополнительная труба имеет разъемные соединения между секциями конфузора, цилиндрической части и диффузора. Дополнительная труба в основной крепится неподвижно через кольцевую диафрагму, остальная часть устанавливается на подвижных опорах. Каждая составная часть дополнительной газодинамической трубы изменяет автономную систему охлаждения. Для предотвращения разрушения внутренней поверхности в местах стыка она выполнена ступенчато расширяющейся.

Использование указанной совокупности отличительных признаков в других технологических решениях не выявлено, следовательно, изобретение отвечает критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен общий вид, стенда; на фиг. 2 - дополнительная газодинамическая труба со ступенчатой внутренней поверхностью; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1.

Предлагаемый стенд для испытания энергетических установок содержит барокамеру 1 с расположенной в ней энергетической установкой 2, основную газодинамическую трубу 3, газодинамический тракт 4, дополнительную газодинамическую трубу, включающую конфузор 5, цилиндрическую часть 6, диффузор 7. Автономные системы охлаждения дополнительной трубы содержат входной коллектор 8, выходной коллектор 9 и каналы охлаждения 10. Закреплена дополнительная труба кольцевой диафрагмой 11 и установлена на подвижных опорах 12. Секции соединяются посредством фланцевых соединений 13.

Предлагаемый стенд работает следующим образом.

Для испытания партии энергетических установок, отличающихся по мощности от основных установок, для которых был проектирован и смонтирован стенд, устанавливается во внутреннюю полость дополнительная газодинамическая труба. Дополнительная труба устанавливается посекционно, начиная с диффузора 7, затем цилиндрическая часть 6 и конфузор 5, которые соединяются посредством фланцевых соединений 13. Система охлаждения всех частей сообщаются через коллекторы 8 и 9, причем входные коллекторы 9 сообщены с входными коллекторами 8 через каналы 10. Подвод охлаждающей жидкости осуществляется во входной коллектор 8 конфузора 5, а отвод осуществляется из выходного коллектора 9 диффузора 7. Дополнительная труба прикреплена неподвижно к основной трубе 3 через диафрагму 11, которая одновременно герметизирует полость, образованную основной трубой 3 и дополнительной газодинамической трубой, а выходная часть установлена на подвижных опорах 12, позволяющих перемещаться при температурных расширениях.

При испытаниях энергетической установки 2, закрепленной в барокамере 1, поток выхлопного газа направлен в конфузор 5 дополнительной газодинамической трубы. Система энергетическая установка 2 - дополнительная газодинамическая труба представляет собой эжектор, который создает разрежение в барокамере 1. Дополнительная труба восстанавливает статическое давление газа и снижает его скорость от сверхзвуковой до дозвуковой в диффузоре 7. Вода, протекая по системе охлаждения, отводит тепло со стенок каналов 10.

Для предотвращения размыва (разрушения) стыков высокотемпературным потоком диаметр входа цилиндрического и диффузорного участков дополнительной трубы выполнен большим диаметра предыдущего участка по направлению движения выхлопных газов.

Эффективность использования предлагаемого стенда универсального типа для испытаний энергетических установок подтверждается расчетами. Такой стенд имеет высокий коэффициент загрузки, а также отпадает необходимость строительства стенда для испытаний энергетических установок меньшей мощности относительно основной. (56) 2. Испытания жидкостных ракетных двигателей. /Под ред. В. Я. Левина, М. : Машиностроение, 1981, с. 116-118.

2. Lournal of Spacecraft and Rockets, m. 3, N 3, 1966.

Формула изобретения

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК, содержащий барокамеру с расположенной в ней испытуемой установкой, выход которой сообщен с входом охлаждаемой газодинамической трубы, имеющей последовательно соединенные конфузорный, цилиндрический и диффузорный участки, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной с системой охлаждения газодинамической трубой, имеющей последовательно расположенные конфузорный, цилиндрический и диффузорный участки и размещенной в полости основной газодинамической трубы, кольцевой диафрагмой, посредством которой конфузорный участок дополнительной газодинамической трубы жестко укреплен на входе основной трубы, и подвижными опорами, на которых установлены цилиндрический и диффузорный участки дополнительной трубы.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что система охлаждения дополнительной трубы выполнена в виде трех автономных узлов с подводящими и отводящими коллекторами, соединенными между собой посредством охлаждаемых каналов.

3. Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что диаметр входа цилиндрического и диффузорного участков дополнительной трубы выполнен большим диаметром предыдущего участка по направлению движения выхлопных газов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3