Стенд для испытания предвключенных осевых колес Советский патент 1990 года по МПК F04B51/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в оборудовании для испытаний предвключенных осевых колес отдельно без центробежного колеса.

Цель изобретения - определение характеристик колес в режимах развитой кавитации и суперкавитации путем определения направления абсолютной скорости потока.

На фиг.1 представлена схема стенда для испытаний предвключений осевых колес на фиг.2 - мерный участок стенда j на фиг.З - экспериментальные графики гидравлических потерь .h . и угловой поправки Дй( ± на фиг.4 - схема определения скорости течения жидкости V в мерном сечении 2 опытного насоса .

Гидросистема стенда содержит емкость 1 с рабочей жидкостью, подводную 2 и напорную 3 магистрали, электропривод 4 для привода испытуемого осевого колеса 5, которое расположено в цилиндрическом патрубке 6 и мерный участок 7 (фиг.1).

Мерный участок 7 (фиг.2) выполнен в виде радиального безлопаточного плоского диффузора 8, на стенках которого перпендикулярно потоку натянуты струны 9 с флажками 10, имеющими возможность поворота относительно оси их крепления. В боковых стенка диффузора 8 выполнены окна 11 и-з проСП

О5 4

со оо со

зрачного материала с установленными в них осветительными приборами 12, объективами 13 и зеркалами 14 для передачи изображения к оптическому регистрирующему прибору 15. Флажки 10 разделены между собой и отделены от стенок диффузора 8 втулками (не показаны) , которые исключают непосредственное касание и взаимное влияние флажков при повороте их на струне 9 под действием потока жидкости. Стенд дополнительно содержит вспомогательный циркуляционный насос и расходо- мерное устройство.

Стенд работает следующим образом. Рабочая жидкость из емкости 1 через подводящую 2 магистраль поступает в цилиндрический патрубок 6 с осевым колесом 5, приводимым электроприво- дом 4. После колеса 5 жидкость движется по цилиндрическому кольцевому каналу 6, который переходит в радиальный безлопаточный плоский диффу- зорный канал 8. Благодаря такому от- воду испытуемое осевое колесо 5 хорошо приспособлено для работы в широком диапазоне подач V, а течение жидкости в мерном сечении за колесом 5 на участке флажков 10 близко к плоскопараллельному и за счет повышения давления в диффузионном канале бескавитацион- ное, даже при сильно развитой кавитации в осевом колесе 5, включая режимы суперкавитации. Проточная полость перед и за колесом 5 образована сменны- ми элементами и ее основные размеры могут изменяться применительно к размерам осевых колес.

Для определения напора осевого колеса 5 измеряется давление Р и вычис- ляется средняя абсолютная скорость жидкости V в мерных сечениях перед колесом 5 и за ним.

Напор осевого насоса

г 1

+ YjLI-Xl f g 2g

Разность давлений Рг - Р, в мерных сечениях определяется по показаниям манометров или непосредственно по . дифференциальному манометру. Гидравлические потери 2. h,.t между мерными сечениями 1 и 2 оценивались -экспериментально (фиг.З) путем проливки проточной полости без колеса 5 с помощьк циркуляционного насоса, В мерном сечении 1 перед копесом 5 имеется осевое направление и средняя скорость .

н

+ h1-t

0

с

s 35

®

45

50 55

0

жидкости V определяется из уравнения расхода:

V --- t

где D - диаметр подводящего трубопровода;V - расход жидкости.

По углу отклонения .флажков 10 определяется направление абсолютной скорости Vt в мерном сечении 2 (фиг.4). Наблюдения за флажками при проливке опытного осевого колеса показали, что под действием силы тяжести флажки 10 отклоняются от горизонтального направления вниз на некоторый угол Да1°, величина которого зависит от скорости жидкости, т.е. от подачи V. Величина угловой поправки учитывается по экспериментальному та- рировочному графику (фиг.З) при определении направления скорости жидкости V в мерном сечении 2. На любых режимах работы осевого колеса 5 все флажки 10 отклоняются потоком практически на одинаковый угол /°. Это показывает, что в канале 8 с параллельными стенками на участке мерного сечения 2 поток близок к плоскопараллельному и имеет равномерное поле скоростей, а следовательно, и давления,

Для мерного, сечения 2 осевого колеса 5

и .

V со5(о 0-дП

Уиг AT),

где Vmг и Vu - средняя меридианная

и окружная составляющие абсолютной скорости жидкости V в мерном сечении 2,

о

Vm 2lrb где г - расстояние от оси колеса 5

до мерного сечения 2J b - ширина плоского диффузионного

канала 8.

По известной величине измеренного напора Н осевого колеса 5 и теоретического напора Н,. определяется гидравлический КПД и осевого колеса 5

Н

11 г и;Величина Нт вычисляется по гидравлической мощности Мг осевого колеса 5, которая определяется с помощью электропривода 4.

515

Аналогичным путем, зная V,, можно на данном стенде определить и другие энергетические характеристики пред- включенного осевого колеса.

После мерного участка 7 рабочая жидкость через напорную магистраль возвращается в емкость 1.

Такое выполнение стенда позволяет быстро и с достаточной точностью определить гидравлические характеристики и оптимальные режимы эксплуатации предвключенных осевых колес различных типов, включая режимы развитой кавитации и суперкавитации.

Формула изобретения

Стенд для испытания предвключенных осевых колес, содержащий емкость с рабочей жидкостью, подводную и напорT J

л

0

5

3496

ную магистрали, электропривод, расположенного в цилиндрическом патрубке испытуемого колеса и мерный участок, отличающийся тем, что, с целью определения характеристик колеса в режимах развитой кавитации и супепкавитацни путем определения направления абсолютной скорости потока, мерный участок выполнен в виде радиального безлопаточного плоского диффузора, на стенках которого перпендикулярно потоку натянуты струны с флажками, имеющими возможность поворота относительно оси их крепления, кроме того, в стенках диффузора в зоне установки флажков выполнены окна с установленными в них осветительными приборами, объективами и зеркалами, причем последние связаны с регистрирующим прибором.

AdL J/v-2

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в оборудовании для испытаний предвключенных осевых колес отдельно без центробежного колеса. Цель изобретения - определение характеристик колес в режимах развитой кавитации и суперкавитации путем определения направления абсолютной скорости потока - достигается путем установки испытуемого колеса в цилиндрическом патрубке, за которым расположен мерный участок, выполненный в виде радиального безлопаточного плоского диффузора, на стенках которого перпендикулярно потоку натянуты струны с флажками. Флажки имеют возможность поворачиваться относительно оси их крепления. Кроме того, в стенках диффузора, в зоне установки флажков, выполнены окна с установленными в них осветительными приборами, объективами и зеркалами, которые связаны с регистрирующим прибором. 4 ил.

6 0 0,3

40 0.2

01 О

флажни

ФигЛ

фиг.З