Устройство для исследования газовыхпотоков оптическими методами

 

(11> 8! Ш6

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (01) Дополннтельное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.01.77 (21) 2439656/18-25 (51) М.Кл. 6 01 N 21/45 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (.-3) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень <¹ 9 (45) Дата опубликования описания 10.03.81

Государственный комитет ссср (53) УДК 535.242 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы где е,,I ди о и. дХ Z

Изобретение относится к области экспериментальной отработки элементов турбомашин, а именно для исследования аэродинамики проточной части оптическими теневыми методам и.

Известно устройство для исследования газовых потоков оптическими методами, содержащее канал, теневой прибор (1).

Это устройство .не позволяет определять осерадиальные параметры потоков.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для исследования газовых чотоков оптимическими методами, содержащее кольцевой канал с двумя прозрачными стенками и теневой прибор (2).

Фотографии, получаемые:на этих уст.ройствах, — тенеграммы воспроизводят общую картину течения и позволяют определить углы, на которые лоток отклоняет лучи, просвечивающие канал. По этим данным рассчитывают поле показателя преломления таза в исследуемом потоке, поле плотности газа и т. д.

В основу, расчета положено;равенство ! угол, на который поток отклоняет луч в направлении оси Х (положение оси задается наст.ройкой теневого прибора); показатель преломления газа в рассматриваемой зоне;

U fl. дХ вЂ” проекция вектора grad п на ось Х;

Z — ширина просвечиваемого .участка потока (ширнина,канала модели) .

Недостатком существующих устройств является ограничение объектов .исследован ия плоскими потоками в,каналах постоянной ширины Z. В то же время многие задачи проектирования ту рбомашин требуют исследования пространственных осерадиальных потоков в кольцевых каналах, .например, в зазорах клапанов, выхлопных патрубках, в камерах отбора турбин .и т. и.

Известные устройства эти задачи не решают.

Целью изобретения является повышение точноспи при моделировании потоков в осерадиальных каналах.

Эта цель достигается тем, что стенки канала выполнены наклонными друг и другу и образуют в поперечном сечении равнобедренную трапецию с отношением параллельных сторон, равным отношению внешнего и внутреннего диаметров канала.

На фиг. 1,изображен исследуемый коль5 цееой канал; на фиг. 2 — сечен не А — А фиг. 1; на фиг. 3 — часть кольцевого канала, расположенная, .на пример, выше оаи симметрни на фиг. 4 — сечение Б — Б

1 !

О фиг. 3.

Канал (фиг. 1) в зоне прохождения светового пучка имеет горизонтальные стенки /. Наклонные боковые стенки 2 (фиг. 4) образуют со стенками / равнобсдI5 ренную трапецию, имеющую отношение горизонтальных сторон (стенок), равнос отношению диаметра сердцевины к внешнему диаметру канала а/Ь= dlD.

Ось Y параллельна, ребру двугранного утла, образуемого наклонными прозрачны20

1ми стенками; ось Y перпендикулярна к этому ребру. Оос оси перлендикулярны к пучку лучей, просвеч ивающему модель. Канал представляет собой сектор исследуемого кольцево о канала. При этом геометрические искажения . не превышают вели кны (I — cos а) . 100%, где а — угол наклона прозра чных стенок (при а (7О это состав,ит менее 1 /о).

Устройство, работает следующим образом.

Регистрируют две тенеграммы потока, позволяющие определить местные отклонения лучей в направлениях параллельно и

35 перпендикулярно ребру двугранного угла, образуемого прозрачными стенками. Эти отклонения равны в,- и с„соответственно.

На отклонение вх воздушный клин не

40 влияет и проекция искомого вектора grad u на ось Х определяется соотношением ди е„

+ дЛ ytgz где и — местный, показатель преломле,ния; а — угол .наклона прозрачных стенок; у — координата, отсчитываемая от реб- 50 р а дв угр а н н ого угла.

Влияние воздушного клина на отклонение е„может быть учтено вычитанием поправки (n- — — — 1 1оа х ь > ср при этом у1д а и дХ где и„, — — показатель преломления воздушной среды в ломещении, где находится установка.

Таким образом, благодаря наклонному расположению прозрачных стенок теневого устройства, выполнению канала с поперечным сечением в форме ра внобочной трапеции с соотношением параллельных сторон, равным отношению внешнего диаметра .и корневого диаметра сердцевины кольцевого канала, оказалось возможным исследовать оптическими теневыми методами осерадиальньгз потоки в кольцевых каналах, например в зазорах клапанов, выхлопных патрубках или камерах отбора турбин.

Формула изобретения

Устройство для исследования газовых лотоков оптическими методами, содержащее кольцевой канал, с двумя прозрачными стенкам и и теневой прибор, от л и ч а— ю и. с е с я тем, что, с целью повышения

To".íîcòH при моделиро вании потоков в осерадиальных каналах стенки канала выполнены наклонными друг к другу, и образуют в поперечном сечении IpaBHобедренную трапецию с отношением параллельных сторон, равным отношению внешнего и внутреннего диаметров канала.

Источники информации, п|ринятые во вниман ие при эксперпизе:

1. Хауф В. и др. Олти ческие методы в теплопередаче. М. «Мир», 1976, с. б5.

2. Васильев А. А. Теневые, методы. М., «Маширностроение», 1973, с. б5 (прототип).

Редактор О. Филиппова

Составитель М. Дедловскнй

Техред О. Павлова

Корректор С. Файн Заказ 221/224 Изд. № 216 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент»