МОДЕЛЬНАЯ ГИДРОМАШИНА Российский патент 1994 года по МПК G01M10/00 F04B51/00 

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию, предназначенному для исследования гидродинамики течения в рабочих колесах гидромашин путем визуализации в них потока.

Известна модельная гидромашина, содержащая корпус с прозрачной крышкой, размещенное в корпусе на валу рабочее колесо с лопатками, ведущим и прозрачным покрывным дисками, примыкающую к ведущему диску обечайку с окном, разделенную проницаемой перегородкой на две камеры, в одной из которых размещена пористая вставка, в порах которой содержится краситель, растворимый в перекачиваемой жидкости, а другая камера сообщена с межлопаточными каналами посредством отверстий в ведущем диске (авт. св. СССР N 1564504, кл. G 01 M 10/00, 1988).

Недостатком указанной гидромашины является снижение с течением времени концентрации красителя в окрашиваемой жидкости.

Цель изобретения - повышение равномерности концентрации красителя в перекачиваемой жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что проницаемая перегородка выполнена из пористого материала и размещена в полости периферийной камеры, а жидкий краситель и пористая вставка размещены в центральной камере, причем проницаемая перегородка примыкает к пористой вставке в зоне сопряжения камер.

Предложенное взаиморасположение элементов гидромашины, а также выполнение проницаемой перегородки из пористого материала обеспечивает равномерную подачу красителя через пористую вставку и проницаемую перегородку, которые выполняют функцию капиллярного насоса, из центральной камеры, заполненной красителем, в периферийную камеру, в которой окрашивается перекачиваемая жидкость.

На фиг. 1 изображен продольный разрез гидромашины; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Модельная гидромашина содержит корпус 1 с прозрачной крышкой 2, размещенное в корпусе 1 на валу 3 рабочее колесо 4 с лопатками 5, ведущим 6 и прозрачным покрывным 7 дисками, примыкающую к ведущему диску 6 обечайку 8, снабженную окном 9 и образующую с ведущим диском 6 полость, в которой размещены пористая проницаемая перегородка 10, центральная камера 11 и периферийная камера 12. При этом центральная камера 11 заполнена жидким красителем 13, а периферийная камера 12 сообщена с межлопаточными каналами 14 рабочего колеса 4 посредством отверстий 15 в ведущем диске 6. Перегородка 10 установлена в периферийной камере 12 между окном 9 обечайки 8 и отверстиями 15 ведущего диска 6. В центральной камере 11 размещена пористая вставка 16, примыкающая к пористой проницаемой перегородке 10 в зоне сопряжения камер 11 и 12.

Модельная гидромашина работает следующим образом.

Перекачиваемая жидкость поступает в рабочее колесо 4, проходит по межлопаточным каналам 14 и подается в область нагнетания. Часть перекачиваемой жидкости поступает в зазор между корпусом 1 и рабочим колесом 4 и через окно 9 обечайки 8 попадает в периферийную камеру 12. Проходя сквозь пористую проницаемую перегородку 10, перекачиваемая жидкость в процессе омывания поверхности последней окрашивается, растворяя краситель 13, содержащийся в порах поверхностного слоя перегородки 10. Подготовленная таким образом жидкость выходит через отверстия 15 в ведущем диске 6 в виде контрастно выделяемых на фоне основного потока перекачиваемой жидкости струек и визуализирует траектории движения линий тока, фиксируемые фотокиноаппаратурой через прозрачные покрывной диск 7 и крышку 2 корпуса 1. В процессе моделирования по мере растворения красителя 13 пористая вставка 16 впитывает краситель 13, содержащийся в центральной камере 11, и по своим капиллярам транспортирует его в пористую проницаемую перегородку 10. В свою очередь, капилляры перегородки 10 доставляют краситель 13 в поверхностный слой указанной перегородки в зону ее обтекания перекачиваемой жидкостью. Таким образом, пористая вставка 16 и пористая проницаемая перегородка 10, работая в режиме капиллярного насоса, обеспечивают постоянный расход и концентрацию красителя 13 в окрашиваемой жидкости.

Применение пористых элементов - вставки 16 и проницаемой перегородки 10, работающих в режиме капиллярного насоса, позволяет путем освобождения камеры 11 от пористого материала увеличить в ней количество красителя и продлить время проведения эксперимента без заправки модельной гидромашины новой порцией красителя. Упрощается подготовка к работе, устраняется необходимость предварительной пропитки пористого материала красителя. Повышается эффективность окраски визуализирующей жидкости на режимах малых напоров.

Использование: в экспериментальном оборудовании, предназначенном для исследовании гидродинамики течения в рабочих колесах гидромашин путем визуализации в них потока. Сущность изобретения: гидромашина содержит корпус 1 с прозрачной крышкой 2, рабочее колесо 4 с лопатками 5, ведущим диском (Д) 6 и прозрачным покрывным диском 7, обечайку (О) 8 с окном 9. О 8 образует с Д 6 полость, в которой размещены пористая проницаемая перегородка 10, центральная камера (К) 11 и периферийная К 12. Центральная К 11 заполнена жидким красителем 13, а периферийная К 12 сообщена с межлопаточными каналами 14 колеса 4 посредством отверстий 15 в Д 6. Перегородка 10 установлена в К 12 между окном 9 О 8 и отверстиями 15 Д 6. В К 11 размещена пористая вставка 16, примыкающая к пористой проницаемой перегородке 10 в зоне сопряжения К 11 и 12. Пористая проницаемая перегородка 10 работает в режиме капиллярного насоса и обеспечивает постоянный расход и концентрацию красителя 13 в окрашиваемой жидкости. 2 ил.

МОДЕЛЬНАЯ ГИДРОМАШИНА, содержащая корпус с прозрачной крышкой, размещенное в корпусе на валу рабочее колесо с лопатками, ведущим и прозрачным покрывным дисками и примыкающую к ведущему диску обечайку с окном, образующую с ведущим диском полость, сообщенную с межлопаточными каналами колеса посредством отверстий в ведущем диске и включающую в себя проницаемую перегородку, расположенную в полости обечайки между окном и отверстиями ведущего диска, и центральную и периферийную камеры, в одной из которых размещены жидкий краситель и пористая вставка, отличающаяся тем, что, с целью повышения равномерности концентрации красителя в перекачиваемой жидкости, проницаемая перегородка выполнена из пористого материала и размещена в полости периферийной камеры, а жидкий краситель и пористая вставка размещены в центральной камере, причем проницаемая перегородка примыкает к пористой вставке в зоне сопряжения камер.