Устройство для определения расхода воздуха Советский патент 1992 года по МПК G01F1/28 

Изобретение относится к технике измерения расхода воздуха и может быть использовано для контроля параметров газотурбинных двигателей.

Известно устройство для определения расхода воздуха, содержащее установленное в измерительном канале тело обтекания, соединенное через рычаг, имеющий возможность углового перемещения относительно оси, перпендикулярной оси канала, и силопередающий элемент с датчиком усилия.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения расхода воздуха, содержащее установленные в измерительном трубопроводе теле обтекания постоянного сечения, соединенные через диск силопередающего элемента с датчиком усилия, при этом каждое тело обтекания установлено на рычаге, а ось каждого рычага пересекает ось измерительного канала.

Недостатком известных устройств является сложная механическая система передачи и необходимость осреднения усилия для получения средне массового импульса. Наличие осей у рычагов крепления тел обтекания приводит к появлению сил трения, снижающих точность работы устройства.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения расхода воздуха, содержащем установленные в измерительном трубопроводе тела обтекания, соединенные через диск силопередающего элемента с датчиком усилия, в стенке измерительного трубопровода установлены упругие пластины, а каждое тело обтекания выполнено в виде тонкой пластины трапециевидной формы, жестко закрепленной меньшим основанием с диском силопередающего элемента, а большим основанием с упругой пластиной.

. На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для определения расхода воздуха содержит тела обтекания 1, выполненные в виде тонких плоских пластин трапециевидной формы с шириной, изменяющейся пропорционально радиусу ее расположения, относительно оси измерительного канала 2. Каждое из тел обтекания 1 жестко закреплено с одной стороны на диске 3, а с другой - на упругих пластинах 4, закрепленных через стойки 5 на корпусе измерительного канала 2. Диск 3 соединен через тягу б с датчиком усилия 7. Датчик усилия 7 установлен во внутреннем корпусе 8 измерительного канала, кото- рый крепится к обечайке 9 корпуса и

центрируется на коке 10 двигателя 11. Кол- лею орная крышка 12 закреплена на корпусе измерительного канала 2.

Устройство для определения расхода

воздуха работает следующим образом.

Воздух поступает в воздухозаборник измерительного канала 2 и воздействует на тела обтекания 1. Аэродинамические усилия от всех тел обтекания 1 передаются на диск

3 и далее через тягу 6 на датчик усилия 7. Поскольку тела обтекания выполнены в виде тонких пластин трапециевидной формы с шириной, изменяющейся по радиусу пропорционально радиусу, то аэродинамическое усилие воздействия на них со стороны любого кольцевого сечения потока воздуха будет пропорционально радиусу этого кольцевого сечения. А так как площади кольцевых сечений пропорциональны радиусу

расположения этих сечений, то датчик усилия 7 воспринимает величину усилия пропорциональную квадрату скорости потока. Аэродинамическая сила, действующая на тела обтекания 1, пропорциональна скоростному напору, коэффициенту лобового сопротивления и площади поверхности тел обтекания. Усилие N, воспринимаемое датчиком 7, пропорционально сумме сил, действующих на все тела обтекания 1. Форма

каждого тела обтекания с хордой, изменяющейся пропорционально радиусу, обеспечивает осреднение аэродинамического усилия в радиальном направлении, а наличие равномерно расположенных по окружности нескольких тел обтекания обеспечивает осреднение воспринимаемого аэродинамического усилия в окружном направлении. Осредненное усилие может быть выражено

N Const Сл Р0) -СопЫ Pj-WW-ftl

(D

где Сх - коэффициент лобового сопротивления;

Vй р -я- - среднее значение скоростного

напора;

Рн, - статистическое и полное давление воздуха;

- температура окружающего воздуха;

F - площадь поверхности тел обтека-

ния;

М - среднее значение числа Маха; К - показатель адиабаты;