Проточный приемник статического давления Советский патент 1985 года по МПК G01L19/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к средствам измерения статического давления, и может быть использовано на вертолетах и вертикально взлетающих аппаратах, в измерителях барометрической высоты, вертикальной скорости и воздушной скорости, где требуется информация о статическом давлении.

Целью изобретения является повышение точности отбора статических давлений путем уменьшения чувствительности к изменению скорости потока.

На фиг. 1 изображена конструкция проточного приемника статического давления; на фиг. 2 - графики ошибок восприятия статического давления в зависимости от скорости потока приемников различной конструкции.

Цилиндрический корпус 1 приемника имеет конфузор на входе, выполненный из двух частей 2 и 3, которые сопряжены между собой цилиндрическим участком 4 с отверстиями 5 для отбора статического давления. Вторая часть 3 конфузора своим меньшим диаметром 6 сопряжена с диффузором 7 на выходе приемника.

Работа приемника происходит следующим образом.

Набегающий на приемник воздушный поток со стороны конфузора 1 частично тормозится и из-за этого давление на входе конфузора становится больше статического. По мере сужения конфузора воздушный поток ускоряется и в узкой части приемника скорость воздушного потока достигает максимальных значений. Давление в узкой части приемника становится меньше статического. Отбор давления движущегося воздушного потока, равного статическому давлению невозмущенного потока, производится с помощью отверстий 5 в цилиндрическом участке 4, разделяющем конфузор приемника на две части 2 и 3.

Если обозначить через V скорость потока в цилиндрической части приемника, через Vtx скорость на входе в приемник, через Рщс соответствующее этой скорости давление, то уравнение Бернулли, связывающее указанные параметры газового потока, запишется

р 4- - Р 4- Р VM

(О 2 вх -

где р - плотность потока.

Так как перед входом приемника образуется подпор давления, то скорость входа VBX в приемник оказывается меньше скорости V потока, а давление на входе Р больше давления Р свободного потока на величину Д Р.

Из выражения (1) перепад давления ДР будет равен

lt

ЯУ

РВ, - Р

(2)

2

Этот перепад можно определить также через напор в узкой части приемника и коэффициент сопротивления приемника

АР р f-,

(3)

гдеVyr скорость потока в узкой части приемника. Из выражений (2) и (3) имеем

(4)

Привлекая к полученному выражению (4) уравнения неразрывности струи, записанные через параметры входного, цилиндрического и узкого сечений приемника SrV S,, Vy, S«-Ve

exVax

-im

r+nji

(6)

Зуз

где т SBX;

Syi Sys - сЬответст5 венно плоЩади входного, цилиндрического

и узкого сечений приемника.

Экспериментально установлено, что для углов сужения конфузоров c(j±40-65°,otj 8-10° величина

-0,48-0,51

-0,48-0,51(7)

и при этом достигается наибольший эффект, если длина цилиндрического участка приемника L и диаметр узкого сечения d находится в соотношении L (0,3-0,6)d. Полученные соотношения относятся к приемникам, у которых длина конфузорной части LI -f L; (без учета длины цилиндрической части) равна диаметру узкой части приемника (при этом m 0,3-0,4), а отбор статического давления осуществляется через отверстия с циQ линдрического участка, находящегося близко к его середине.

С учетом (6) и (7) и того, что

d ..

соотношение для диаD

м

метра цилиндрического участка и диаметра узкой части приемника D(l,4-l,45)d (8). На фиг. 2 изображены кривые, характеризующие значение ошибки восприятия статического давления 4Р,% в зависимости от скорости набегающего потока, из которых кривая А соответствует известному приемнику с конфузором и цилиндрической проточной частью (1), кривая Б - проточному приемнику с конфузором и диффузором (2), а кривая В - предлагаемому приемнику. Как следует из графика, точность восприятия статического давления таким приемником более чем в десять раз выше точности известных проточных приемников. i-O.I

vr Фиг. 2

ПРОТОЧНЫЙ ПРИЕМНИК СТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ,- содержащий цилиндрический корпус с конфузором на входе и диффузором на выходе, внутри которого выполнены приемные отверстия, отличающийся тем, что, с целью, повышения точности отбора давлений путем уменьшения чувствительности к изменению скорости потока, в нем конфузор разделен на две части, которые сопряжены между собой цилиндрическим участком, при этом приемные отверстия выполнены в средней части цилиндрического участка, а его диаметр D и длина L выбраны из условия D (I,40-l,45)d и L