Модель гидротурбины Советский патент 1992 года по МПК F03B1/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при динамических испытаниях модельных гид- рогурбин.

Цель изобретения - повышение тс-нс- сти измерений при проведении ских исследований.

На фиг. 1 изображена модель гидротурбины, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема работы жесткого ребра (опоры).

Модель гидротурбины содержит камеру 1, жестко связанную со спиральным подводящим каналом 2, закрепленным на резервуаре верхнего бьефа (не показано), рабочее колесо 3, размещенное в камере 1, и отсасывающую трубу, выполненную ; виде связанных между собой конуса 4, колена 5 и отводящего диффузора 6. Кож: но 5 снабжено опорой. Конус 4 соединен с камерой 1, а диффузор 6 - с резервуаром

нижние бьефа (не показано). Модель снабжена гибкими герметичными вставками 7, размещенными между коленом 5 и конусом 4, и между оленем 5 и отводящим диффузором 6. Опора выполнена в виде жестких рэбер 8, закрепленных на наружной поверхности колена 5, и встречно направленных парных сопел R для подачи сжатого воздуха на ребра 8, расположенных по разные сто- рпны от последних.

Работает модель гидротурбины следующим образом.

В процессе динамических исследований необходимо определить гидродинамические нагрузки, действующие со стороны нестационарного потока на исследуемый объект в виде пространственно-временного случайного процесса. Этим и обусловлена сложность определения реактивных сил и моментоз, отражающаяся нэ томности эксперимента. В предлох;знном устройстве по(Л

С

ч

N3

вышение точности и надежности определения результирующего силового воздействия потока нэ элемент проточного тракта (в частности на коленоБ отсасывающей трубы) достигается за счет подвешивания его на воздушной подушке без нарушения граничных условий обтекания всех элементов проточного тракта. Достигается это тем, что опора колена 5 выполнена в виде жестких ребер 8, расположенных между встречно направленными соплами 9, из которых непрерывно поступает сжатый воздух, результатом чего является автоматическая компенсация переменной равнодействующе1/ всех реактивных сил и моментов, приложенных со стороны потока к стенкам исследуемого элемента, в частности к колену 5.

При расположении ребра 8 на равном расстоянии (в центре) между выходными отверстиями сопел 9 давление внутри сопел 9, соответственно Pi и Рг одинаково и Р 0. Если под воздействием переменных реактивных сил и моментов исследуемый элемент (колено 5) смещается со своего стационарного положения, что соответственно смещает и пространственное центральное положение ребра 8, в результате чего оно отходит от центра и приближается, например, к левому соплу с давлением PL Это приводит к увеличению сопротивления выходящему сжэюму воздуху и давление PIувеличиваемся, а давление в правом сопле Рг уменьшается (из-за снижения сопротивления и увели1-.ения расхода воздуха). В результате -;.кого смещения ребра 8 в сие.яме воздушной центровки появляется сило, равная Р Pi-Р, направленная навстречу действию гидродинамических сил, т.е. в сторону правого сопла 9, что и приводит к возвращению ребра 8 (опоры) в центральное положение (при Р 0), Иэ- меояя во времени величины Pi и Р2 по всем ребрам 3 (опорам), определяют Р, строят график ее изменения и определяют величину и местоприложение результирующей реактивных сил и гоментов, действующую на исследуемый элгмент в зависимости от режима работы гидротурбины.

Поскольку перемещение ребра 8 имеет малую величину, то оно не оказывает влияния на взаимное расположение элементов проточного тракта, естественное течение потока в заданных границах и не вызывает побочных нестационарных явлений, искажающих действительную картину гидродинамических случайных процессов в проточной части гидротурбины, что позволяет проводить динамические исследования с большей точностью и надежностью в их достоверность, причем при любых рабочих напорах.

Количество ребер и их месторасположение определяется из условия создания устойчивого равновесия в пространстве

исследуемого элемента. Опора в предлагаемом изобретении выполняет функции компенсатора переменной величины - результирующий всех реактивных сил и моментов {гидродинамические нагрузки),

приложенных со стороны рабочего потока1 на жесткую конструкцию исследуемого элемента. Определение гидродинамических нагрузок осуществляется косвенно путем замера переменной величины сдвигающей

силы, действующей на каждое жесткое ребро с последующим графическим определением результирующих реактивных сил и моментов.

Изменением площади выходного отверстия сопла 9 регулируется давление выходящего сжатого воздуха, которое зависит как от величины гидродинамического и гидростатического воздействия потока, так и от собственной массы исследуемого элемента.

Чем больше диаметр модели и испытуемый напор, э также величина гидродинамического воздействия, тем более высокое давление имеет сжатый воздух, подаваемый на ребро 8.

Формула изббретения Модель гидротурбины, содержащая камеру, жестко связанную со спиральным подводящим каналом, закрепленным на резервуаре верхнего бьефа, рабочее колесо, размещенное в камере, и отсасывающую трубу, выполненную в виде связанных между собой конуса, колена и отводящего диффузора, причем колено снабжено опорой,

конус соединен с камерой, а диффузор - с резервуаром нижнего бьефа, отличающаяся тем, что. с целью повышения точности измерений при проведении динамических исследований, модель снабжена

гибкими герметичными вставками, размещенными между коленом и конусом и между коленом и отводящим диффузором, а опора выполнена в виде жестких ребер, закрепленных на наружной поверхности колена,и

встречно направленных парных сопел для подачи сжатого воздуха на ребра, расположенных по разные стороны от последних.

1 3

8

Изобретение относится к гидромашиностроению. Камера жестко связана со спиральным подводящим каналом, закрепленным на резервуаре верхнего пьефа. Рабочее колесо размещено в камере. Огг;зсь;вяющэл т рубз выполнена в виде связанных между собой конус ;, колена и отводящего диффузора. Колено стбжено опорой, конус соединен с камерой, а диффузор - с отэеозуаром нижнею бьефа. Гибкие герметичные вставки размещены между коленом и конусом и между коленом с ОТРОЛЧЩИМ диффузором, Опора выполнена в уиде жестких ребер, закрепленных на няружнг/й поворхнссги колена и встречно вправленных парных сопел для подачи сжатого воздуха на ребра, расположенных по разные стороны от последних. Такое выполнение модели гидротурбины позволяет поьыоить точность измерений при проведении диьлмических исследований. 3 ил,

8

Фиг.2

дактор Е. Полионова Гехред М.Моргентол

Заказ - t&Тираж Подписное

ВНИ1 :П /, Государе денного комитет по изобретениям и открыыям при ГКИТ СССР 113035, Мог.;-, в а, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Фиг. 3

Корректор И/Мус к а