Приемник полного давления
Владельцы патента RU 2282198:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)
Использование: для измерения давления и пульсаций давления в пульсирующих струях с детонационным горением. Сущность изобретения: приемник полного давления содержит приемную трубку 1, входное отверстие которой обращено навстречу потоку, и кожух 2, соединенный пористой стенкой 3 с приемной трубкой 1. Образованная между ними полость кольцевого поперечного сечения 4 соединена трубопроводом 5 с источником охлаждающей среды, например азотом. Внутри приемной трубки 1 установлен преобразователь давления 6 с образованием в ней камеры торможения 7, заполненной игольчатой насадкой 8. Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к измерению полного давления и может быть использовано для измерения давления и пульсаций давления в пульсирующих струях с детонационным горением.
Известен аэрометрический приемник для измерения нестационарных давлений в газовом потоке [см. патент RU №241764, МПК G 01 Р 5/14, 18.04.1969], содержащий приемную трубку, воспринимающую и передающую колебания давления и наружную трубку, концентричную относительно приемной, на конце которой установлена дросселирующая втулка с радиальными сквозными отверстиями, расположенными по периметру, а кольцевой зазор приемной части трубок закрыт.
Недостатком известного технического решения является наличие резонансной акустической полости между входным отверстием приемной трубки и преобразователем давления, что существенно сужает частотный диапазон измеряемых пульсаций давления.
Наиболее близким из известных технических решений заявляемому устройству является насадок для измерения полного давления [см. патент RU №1049813, МПК G 01 Р 5/16, 23.10.1983], содержащий приемную трубку, входное отверстие которой обращено навстречу потоку, и кожух, в котором размещена приемная трубка с образованием полости кольцевого поперечного сечения, заглушенной на срезе приемной трубки и сообщенной с источником охлаждающей среды, а обращенная навстречу потоку торцевая стенка кожуха выполнена из пористого материала.
Недостатком известного технического решения является то, что из-за инерционности пневмометрической трассы устройство имеет большую погрешность измерения полного давления в быстропротекающих процессах.
Задачей данного изобретения является повышение точности измерения полного давления в высокотемпературных пульсирующих струях.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении точности измерения полного давления в пульсирующих струях с детонационным горением.
Этот технический результат достигается тем, что в приемнике полного давления, содержащем приемную трубку, входное отверстие которой обращено навстречу потоку, и кожух, в котором размещена приемная трубка с образованием полости кольцевого поперечного сечения, заглушенной на срезе приемной трубки и сообщенной с источником охлаждающей среды, обращенная навстречу потоку торцевая стенка кожуха выполнена из пористого материала, в приемную трубку установлен преобразователь давления с образованием внутри приемной трубки камеры торможения потока, заполненной игольчатой насадкой, выполненной из полых заостренных игл, обращенных навстречу потоку, имеющей коническую или оживальную форму, а пористая стенка кожуха имеет коническую форму.
Схема предлагаемого приемника полного давления показана на чертеже.
Приемник полного давления содержит приемную трубку 1, входное отверстие которой обращено навстречу потоку, и кожух 2, соединенный пористой торцевой стенкой 3 с приемной трубкой 1.
Образованная между ними полость кольцевого поперечного сечения 4 соединена трубопроводом 5 с источником охлаждающей среды, например азотом. Внутри приемной трубки 1 установлен преобразователь давления 6 с образованием в ней камеры торможения 7, заполненной игольчатой насадкой 8. Преобразователь давления 6 электрически связан с нормализатором сигнала 9 и регистратором выходного сигнала 10.
Приемник полного давления работает следующим образом.
Приемник вводится в поток газа. В камере торможения 7 приемной трубки 1, обращенной входом навстречу потоку, кинетическая энергия струек газа преобразуется в давление, которое измеряется малоинерционным преобразователем давления 6, установленным непосредственно в камере торможения 7. При этом не искажается амплитудно-частотная характеристика всего измерительного канала давления и повышается точность измерения пульсаций давления. Охлаждающая среда поступает в приемник давления по трубопроводу 5, обеспечивает активную теплозащиту приемника с преобразователем давления 6 и через пористую стенку 3 продавливается в поток.
Кроме того, выбранная форма игольчатой насадки 8 и пористой стенки 3 снижает интенсивность скачка уплотнения, обеспечивает торможение потока с меньшими потерями, что повышает коэффициент восстановления давления и точность измерения полного давления.
Исследования градуировочных характеристик приемника полного давления в ударной трубе показали, что в частотном диапазоне до 10 кГц приемник воспринимает пульсации давления практически без искажений.
Положительный эффект данного изобретения заключается в снижении погрешности измерения полного давления и пульсаций давления в высокоскоростных потоках газа и повышении информативности экспериментальных исследований быстропротекающих процессов в пульсирующих струях с детонационным горением топливных смесей.
1. Приемник полного давления, содержащий приемную трубку, входное отверстие которой обращено навстречу потоку, и кожух, в котором размещена приемная трубка с образованием полости кольцевого поперечного сечения, заглушенной на срезе приемной трубки и сообщенной с источником охлаждающей среды, а обращенная навстречу потоку торцевая стенка кожуха выполнена из пористого материала, отличающийся тем, что в приемную трубку установлен преобразователь давления с образованием внутри приемной трубки камеры торможения потока, заполненной игольчатой насадкой, а пористая стенка кожуха имеет коническую форму.
2. Приемник полного давления по п.1, отличающийся тем, что игольчатая насадка выполнена из полых заостренных игл, обращенных навстречу потоку.
3. Приемник полного давления по п.2, отличающийся тем, что игольчатая насадка имеет коническую или оживальную форму.
