Насадок для измерения полного давления Советский патент 1983 года по МПК G01P5/16 

Изобретение относится к измерени полного давления и может быть испол зовано для определения скорости све звуковых высокотемпературных нестационарных газовых потоков. Известен насадок для измерения полного давления, представляющий собой цилиндрическую трубку, изогнутую под углом и введенную в поток таким образом, что короткое ее колено параллельно направлению потока,а приемг вое отверстие обращено навстречу потоку. Для обеспечения возможности исследования газовых потоков, иг ёю1ДИХ как высокую скорость, так и тем пературу,приемная трубка дол):(на быть изготовлена из материалов, выдерживающих комплексное воздействие этих факторов. Для этого использует такие дорогостоящие материалы, как вольфра молибден и другие l , Однако при современных практических исследованиях количество приемников давления в ряде случаев может достигать нескольких .сот и даже тысяч единиц. Применение дорогостоящих насадков значительно повышает стоимость работ, температурный режим таких насадков при определенных условиях эксплуатации все равно остается критическим. .Известно устройство с.испрльзованием аэрогидродинамической системы защитыприемного канала, содержащее приемный канал, входное отверстие КОТОРОГО обращено навстречу потоку,междроссельную камеру, сое диненную с манометром давления и через дроссель - с источником питания, причем направление в приемном канале противоположно направ лению движения основной струи, о пол ном давлении которой судят по давлению в камере Н. В этом устройстве источник охлаждающей среды соединен через дроссель непосредственно с приемной трубкой и охлаждающая Среда поступает навстречу исследуемому потоку по приемной трубке наружу, чем обеспечивается теплосъем. При этом-давление, регист рируемое манометром, определяется ка сумма полного давления исследуемого потока и гидравлических потерь в приемной трубке. При исследовании нестационарных сверхзвуковых газовых потоков величина гидравлических, потерь, з.ависящая от разности полного давления и давления в канале питания может изменяться, в широких пределах что приводит к существенным динами,ческим погрешностям, не поддающимся строгому учету. Наиболее близким к изобретению является насадок для измерения полного давления сверхзвуковых потоков газа, содержащий приемную трубку, входное отверстие которой обращено навстречу потокуJ и кожух, в котором размещена приемная трубка с образованием полости кольцевого поперечного сечения, загруженной на срезе приемной трубки и сообщенной с источником охлаждающей среды. Такой насадок обладает хорошими точностными характеристиками, так как в нем каналы измерения и охлаждения не влияют друг на друга 3 . Однако использование рубашки водяного охлаждения не позволяет организовать достаточно интенсивный отвод тепла от наиболее теплонапряженной .входной части приемной трубки, поскольку она находится в застойной зоне охлаждающего потока. Повышение эффективности охлаждения путем увеличения расхода воды через рубашку сопровождается увеличением размеров насадка, при этом возрастают возмущения в газовом потоке и нарушается обтекание исследуемых элементов газовых машин и тел, установленных в поток. Это ограничивает применение насадков для измерения параметров сверхзвуковых высокотемпературных потоков газа и заставляет изготовлять торцовую часть приемной трубки из дорогих жаростойких материалов. Цель изобретения - повышение эффективности тепловой защиты. Для достижения этой цели в насадке для измерения полного давления сверхзвуковых высокотемпературных потоков газа, 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 торцовая стенка кожухавыполнена из пористого материала. Выполнение стенки кожуха из пористого материала обеспечивает равномерный теплосъем со всей поверхности приемной трубки и защиту торцовой поверхности насадка газовой завесой в результате чего значительно понижается температура ее вход- ной части. Hai чертеже схематически изображен предлагаемый насадок полного давления. Насадок содержит приемную трубку 1, входное отверстие которой обращено навстречу потоку, кожух 2, в торцовой части 3 которого, выполненной из пористого материала, своей входной частью закреплена приемная трубка. Полость кожуха 2 сообщена трубопроводом 4 с источником охлаждающей среды, в качестве которой может

Выть использован инертный газ, например, азот, находящийся под давлением. Приемная трубка посредством пневмотрассы 5 подключена к манометру 6.

Устройство работает следующим образом.

Струйки газа, совпадающие по направлению с осью приемной трубки 1, тормозятся до нулевой скорости и их кинетическая энергия превращается в энергию давления, измеряемого манометром б. Охлаждающая среда, поступающая по трубопроводу 4, продувается через полость между боковыми стенками приемной трубки 1 и кожуха 2 и через торцовую пористую стенку вдувается в исследуемый поток.

Использование торцовой пористой стенки позволяет организовать прямоточное движение охлаждающей среды вдоль оси приемной трубки,без образования застойных зон, в результа- те чего обеспечивается равномерный теплосъем с поверхностей приемной трубки и кожуха за счет увеличения эффективности тепловой защиты, понижается температура входной части трубки до величины, позволяющей использовать вместо дорогих жаростойких материалов обычные конструкционные стали, что в целом значительно понижает .стоимость насадка. Кроме того, вдув охлаждающей среды улучшает обтекание насадка, что приводит к уменьшению возмущений, вно симых насадком в исследуемьлй газовы поток.

НАСАДОК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛ-, НОГО ДАВЛЕНИЯ сверхзвуковых высокотемпературных потоков газа, содержащий приемную трубку, входное отверстие которой обращено навстречу гготоку, и кожух, в котором размещена приемная трубка с образованием полости кольцевого поперечного сечения, заглушенной на срезе приемной трубки и сообщенной с источником охлаждающей среды, отличающийся тем, что, с целью повыиения эффективности тепловой защиты, обращенная навстречу потоку торцовая стенка кожуха выполнена из пористого материала. 4 со 00