Учебный прибор для демонстрации вихревого течения перекачиваемой среды высокооборотной ступени нагнетателя Советский патент 1987 года по МПК G09B23/12 

приводом 4 вращательного движения валу 2 и рабочему колесу 3 лопасти последнего, выполненные в виде -ребер 7 с пересечением на оси вала 2, сообщают полупрозрачному газу, поступающему из источника 6 через дроссель 5, интенсивное вращательное движение, энергия которого.после прохождения газом лопаток 22 и 23 направляющего аппарата преобразуется в давление, которое

1

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано при моделировании проточных частей газовых нагнетателей в процессе обучения гидравлике, аэродинамике, гидро- механике.

Цель изобретения - повышение наглядности.

На фиг.1 схематически показан предлагаемый прибор, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Учебный прибор содержит герметичный прозрачный корпус 1, размещенное в нем на валу 2 рабочее колесо 3 с приводом 4 вращения, причем прибор снабжен регулируемым с помощью дросселя 5 источником 6 полупрозрачного газа, лопасти рабочего колеса 3 выполнены в виде ребер 7 с пересечением плоскостей на оси вала 2, средство для контроля состояния перекачиваемой среды состоит из размещенных по торцам нагнетателя камер 8 и 9, снабженных вакуумметрами 10 и 11 и обратными клапанами 12-15, имеющими фиксаторы 16-19, а направляющий аппарат выполнен в виде входного и выходного венцов 20 и 21 с поворотными на 180 лопатками 22 и 23, снабженными гермо- вводами 24 и 25 ручного привода пово- рота лопаток 22 и 23 с помощью зубчатых шестерен 26 и 27.

Учебный прибор для демонстрации вихревого течения перекачиваемой ере- ды высокооборотной ступени нагнетателя работает следующим образом.

При сообщении приводом 4 вращательного движения валу 2 и рабочему колесу 3 лопасти последнего, выпол-

фиксируется вакуумметрами 10 н 11. При этом степень повышения давления и степень разрежения в камерах 8 и 9 связаны между собой.. Рабочее колесо 3 размещено в прозрачном корпусе, что, кроме регистрации приборами изменения состояния среды полупрозрачного .газа, подаваемого с различным напором, позволяет осуществлять и визуальное наблюдение с помощью стробоскопа. 2 ил.

ненные в виде ребер 7 с пересечением на оси вала 2, сообщают полупрозрачному газу, поступающему из источника 6 через дроссель 5., интенсивное вращательное движение. При расположении лопаток 22 и 23 входного и выходного венцов 20 и 21 по оси вала 2 и закрытых с помощью фиксаторов 16-19 обратных клапанов 12-15 происходит лишь интенсивное перемещение газа, причем благодаря подобранному соотношению ширины лопатки В и максимальной ширины b межлопаточного канала практичес-- ки все частицы, находящиеся в межло- паточпых каналах, имеют окружную составляющую скорости, равную 15-30% от тепловой скорости при обычных (.+ 15, +20°С) температурах и частотах вращения, лежаш 1х в диапазоне 1,5 - 5,0-10 об/мин.

При повороте лопаток 22 входного венца 20 по направлению вращения привода 4, вращения рабочего колеса 3 вызовут при открывании обратного клапана 13 уменьшение давления в камере 8, а при повороте лопаток 23 выходного венца 21 и открывании обратного клапана 14 - noBfamjenne давления в камере 9. Аналогичным образом можно вызвать путем поворота лопаток в обратную сторону и открывания обратных клапанов 12 и 15 повышение давления в камере 8 и уменьшение давления в камере 9.

Зная объем камер 8 и 9 и время по- выи1ения и уменьшения давления, можно вычислить производительность ступени, достижимую с ее помощью степень сжатия, КПД ступени, зависимость всех параметров от свойств перекачиваемого

газа. Используя стробоскоп, можно следить за характером изменения параметров при изменении частоты вращения. Визуально оценивать изменение вихре- образования на различных режимах ра- 5 боты ступени можно настраивая стробоскоп на различные частоты пульсаций.

Прибор может быть дополнен еще одним или несколькими рабочими колесами fO постоянен). При повороте лопаток в

и соответствующим количеством венцов направляющего аппарата.

Фиксаторы 16-19 служат для иллюстрации равенства или изменения давления в различных полостях макета при разных положениях лопаток 22 и 23 направляющего аппарата, а также дают возможность фиксировать скорость падения давления в полости при различных градиентах.

Поскрльку рабочее колесо 3 имеет лопатки, лежащие в плоскостях, проходящих через ось вращения, оно придает частицам газа, находящимся в межлопаточных каналах, импульс движения в направлении врап1ения. Частицы, вылетающие из торцовых поверхностей рабочего колеса, не получают дополнительных импульсов в осевом направлении.

позтому не происходит перераспределе-30 ля состояния перекачиваемой среды сосния давления вдоль оси прибора без участия направляющего аппарата. Когда кромки лопаток, находящиеся на периферийной окружности, параллельны оси, направляющий аппарат также не создает 35 осевого перераспределения давления. При повороте лопаток на какой-либо угол частицы, вылетающие из торцовых поверхностей рабочего колеса, натыкаются на косостоящие лопатки и полу- пасти рабочего колеса выполнены в ви- чают при отражении от лопаток импульс движения, который имеет составляющую

де ребер, плоскости которых пересекаются на оси вала.

в осевом направлении. Частицы, отразившиеся в направлении одной из камер 8 или 9, создают в этой камере повышенное давление, которое фиксируется мановакуумметрами 10 и 11, При повышении давления в одной из камер в другой давление соответственно понижается (посколь-ку объем полупрозрачного газа в герметичном макете

5

0

5

другую сторону давление повьшается в другой камере, а в противоположной- понижается. Когда лопатки.повернуты на 90° от среднего положенияj направляющий аппарат не пропускает частиц.

Формула изо.бретения

Учебный прибор для демонстрации вихревого течения перекачиваемой среды высокооборотной ступени нагнетателя, содержащий герметичный прозрачный корпус, размещенное в корпусе на валу лопастное рабочее колесо, связанное с приводом вращения средство для контроля состояния перекачиваемой среды и направляющий аппарат, отличающийся тем, что, с целью повьш е- ния наглядности, средство для контротоит из расположенных по обоим торцам нагнетания камер калиброванного объема, снабженных вакуумметрами, и соединяющих камеры и нагнетатель обратных клапанов, а направляющий аппарат выполнен в виде входного и выходного венцов, имеющих поворотные на 180° лопатки, связанные через гермовводы с механизмом их поворота, при этом лопасти рабочего колеса выполнены в ви

де ребер, плоскости которых пересекаются на оси вала.

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано при моделировании проточных частей газовых нагнетателей в процессе обучения гидравлике, аэродинамике, гидромеханике. Цель изобретения - повышение уровня иллюстративности. При сообщении 17 сл со о сл 05 N Фиг.1

Фиг. 2