Способ определения центра ядра вихря (вихрей) и его местоположения относительно воздухозаборника

 

Изобретение относится к авиационным установкам, в частности к способам определения вихря перед водозаборниками. Способ определения центра ядра вихря (вихрей) и его местоположения относительно водозаборника заключается в том, что на экране 9, расположенным под водозаборником 7, помещают имитаторы посторонних предметов 11, создают вихрь путем отсоса воды через водозаборник и определяют местоположение центра вихря путем измерения расстояний от вершины возвышенности, образуемой скоплением имитаторов посторонних предметов 11 при отсосе воды, до передней нижней кромки водозаборника 7 и от вершины возвышенности до оси симметрии водозаборника 7. Способ позволяет качественно определять центр ядра вихря и его местоположение относительно водозаборника с определением количественных параметров его расположения после проведения экспериментальных исследований. 3 ил.

Изобретение относится к авиационным установкам, в частности к способам определения вихря (вихрей) перед водозаборниками.

Известен способ определения течений с насыпанием на водную поверхность трассирующих частиц в виде алюминиевой пудры, споров плавуна и т. д. [1] .

Недостатком данного способа визуализации является невозможность трассирующих частиц указать в полной мере и количественно центр ядра вихря, так как если они находятся на водной поверхности, то отображают только течения вокруг вихря (вихрей) или течения водной поверхности, а погружать их в воду невозможно из-за того, что они всплывают, имея небольшие размеры. В основном они применимы на водной поверхности.

Наиболее близким к изобретению является способ определения вихря (вихрей) путем приближения водозаборника к свободной поверхности жидкости (воды), так как это обусловлено тем, что при достаточной интенсивности вихря (вихрей) в его ядро устремляется воздух и делает это ядро видимым без всякой подкраски [2] .

Недостатками указанного способа является невозможность определения центра ядра вихря в количественном выражении, а тем более относительно водозаборника, так как на свободной поверхности воды имеют место составляющие скорости течения, лежащие в ее плоскости, и происходит "гуляние" вихря (вихрей) относительно водозаборника. Кроме того, центр ядра вихря (вихрей) нельзя замерять по этой причине после проведения экспериментальных исследований.

Задачей изобретения является повышение точности определения центра ядра вихря (вихрей) и его местоположения относительно водозаборника.

В известном способе, включающем имитацию создания вихря (вихрей) путем отсоса воды через водозаборник, перед отсосом воды на расположенном под водозаборником экране помещают имитаторы посторонних предметов, которые при отсосе воды через водозаборник скапливаются, образуя возвышенность, затем определяют местоположение ядра вихря путем измерения расстояний от вершины возвышенности до передней нижней кромки водозаборника и от вершины возвышенности до оси симметрии водозаборника.

На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 - схема образования центра ядра вихря и его замеряемые параметры местоположения относительно водозаборника; на фиг. 3 - то же, вид сбоку.

Способ реализуется на установке 1, заполненной водой 2, содержащей насос 3, кран 4, сливные трубки 5, расходомерное устройство 6, водозаборник 7, насаженный на переходную трубу 8. На дне установки 1 под водозаборником 7 на высоте Н расположен плоский экран 9 на штоках 10, на поверхности которого насыпаны имитаторы посторонних предметов 11, например, крупа, резинка и т. д. Для замера используется линейка 12.

Образование центра ядра вихря (вихрей) с определением его параметров относительно водозаборника осуществляется следующим образом.

При открытии крана 4 и включении в работу насоса 3 происходит истечение воды 2 через водозаборник 7 по сливному каналу, включающему переходную трубу 8, насос 3, сливную трубку 5, кран 4, которым задают расчетный режим истечения воды 2, сливную трубку 5, расходомерное устройство 6, отслеживающее расчетный режим истечения воды 2 через водозаборник 7. Перед водозаборником 7 на экране 9 образуется вихрь (вихри), который своим вращением перемещает имитаторы посторонних предметов 11 к центру ядра вихря (вихрей), образуя их скопление с образованием возвышенности. Кран 4 и насос 3 отключают и после проведения эксперимента определяют месторасположение центра ядра вихря 0 по образовавшейся возвышенности, а его расположение относительно водозаборника параметрами Х и Y, которые определяются при помощи линейки 12.

Предлагаемый способ позволяет более точно и более качественно определять центр ядра вихря (вихрей) и его местоположение относительно водозаборника с определением количественных параметров его расположения после проведения экспериментальных исследований. (56) 1. П. Чжен. Управление отрывом потока. М. , Мир, 1979, стр. 113-114.

2. Эпштейн Л. А. , Вольгрот И. Э. Физика процессов, связанных с засасыванием брызг и частиц в воздухозаборники двигателей, М. , ЦАГИ, выпуск 2143, 1982, стр. 10-13.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРА ЯДРА ВИХРЯ (ВИХРЕЙ) И ЕГО МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ВОЗДУХОЗАБОРНИКА, включающий имитацию создания вихря (вихрей) путем отсоса воды через водозаборник, отличающийся тем, что перед отсосом воды через водозаборник на расположенном под водозаборником экране помещают имитаторы посторонних предметов, которые при отсосе воды через водозаборник скапливаются, образуя возвышенность, затем определяют местоположение центра ядра вихря путем измерения расстояний от вершины возвышенности до передней нижней кромки водозаборника и от вершины возвышенности до оси симметрии водозаборника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3