УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ КРУГОВЫХ РЕШЕТОК ЛОПАТОЧНБ1Х ПРОФИЛЕЙ Советский патент 1971 года по МПК G06G7/57 G06G7/44 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известио устройство для моделирования обтекания тел, которое не дает возможности исследовать вопросы обтекания невязкой несжимаемой жидкостью вращающи.хся и неподвижных решеток лопаточных профилей.

Предложенное устройство для моделироваиия обтекания круговых решеток лопаточных профилей методом электрогидродинамической аналогии отличается тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем генератор однородного переменного магнитного ноля выполнен в виде соленоида конечных размеров, витки которого подключены к блоку емкостей, а тороидальные трансформаторы но числу лопаточных профилей в моделируемой решетке, содержаш.ие обмотки, экранирующие область, занятую магнитопроводом, подключены через -последовательно соединенные усилители мощности и фазовращатели блока питания к генератору звуковой частоты, причем нуль-индикатор и усилитель измерительного блока через потеипиометр связаны с фазовращателем блока питания, а системой индукционных и контрольных датчиков соединены с исследуемой моделью, при этом контактная щайба исследуемой модели соединена с нрямоугольным листом фольги, подключенным

через усилитель и фазовращатель блока нитаиия к генератору звуковой частоты.

Па фиг. 1 изображена блок-схема устройства для моделнрования обтекания круговых рещеток лопаточных профилей; на фиг. 2 - схема стенда; на фнг. 3 - электрнческая схема нзмерительного блока.

Устройство для моделирования обтекания круговых решеток вращающихся про 1зиле11 включает етенд /, блок 2 питания и измерительный блок ,. Стенд состоит из генератора 4, сплошной контактной щайбы 5, торопдальных трансформаторов 6, стола 7 н модели S (фнг. 2).

Генератор 4 создает од 1ородное неременное магнитное поле. Он выполнен в виде колебательного контура, образуемого катун1кой 9 н батареей 10 емкостей. .Для уменьшення габаритов устройства катушка 9 навивается в виде цилиндра. Чтобы создать радиальное электрическое ноле, в модели 8 в центре стола 7 закреплена сплошная контактная шайба 5. Торондальные трансформаторы 6 вставлены в отверстия, вырезанные вдоль контура стола 7 для создания цнркуляциоппого электрического ноля в модели 8.

Торондалып 1е трансформаторы 6 содержат намагничивающие обмотки. еоздающ 1е требуемую величину циркуляции вектора нанряженности, и обл1от; и, экраннрующне электромагнит. При этом плоскость э.лектромагиитов должна совпадать с папрайлсмию-м впешпсго одпородного псремсипого AiariinTiioro поля, а экрапирующне обмотки в симмотричпых отпосительно вертикальиой оси секторах должны иметь противоположные паправления.

Блок 2 питапия копструктивио оформлен в виде стойки, в которой укреилепы гс1:ератор 11 звуковой частоты, фазо1;раи1,атели 12-15, усилители 16-19.

Генератор 11 синхронизирует работу всего устройства. Фазовращатель 12 г:0зволяет изменять фазу опорного напряжения. От усилителя 16 питается геператор 4 и регулируется интенсивность однородного перемеииого магнитного поля. С noMORibio фазовращателя 13 и уеилнтеля 17 меняется но фазе и величине напряжеппе, питающее иамагннчиваюии1е обмотки тороидальных трансформаторов 6. Фазовращатель 14 и усилитель 18 обесиечивают регулировку по фазе и величине напряжения, подаваемого па экранируюн1не обмотки тороидальных электромагнитов 6. Фазовращатель 15 и усилитель 19 позволяют изменять фазу и величину нанряжеиности радиального электрического поля.

Измерительный блок (см. фиг. 3) включает потенциометр 20, усилитель 21 нуль-индикатор (осциллограф) 22 и датчик 23 (см. фиг. 2).

Потенциометр 20 смоитироваи в сталлическом корнусе. Тумблер 24 служит для переключения полярности опорного паиряжепия, тумблер 25 - полярности измеряе мого нанряжепия. Воздугипый трансформатор 26 служит для компенсации реактивной составляюи,ей измеряемого напряжения. Катущка 27, вынесенная за пределы корпуса потенциометра. позволяет компенсировать индукцнопные наводки. Соиротивле 1 -1е 28 и индуктивность трансформатора 26 составляют фазораси1енляющую ценочку. С сонротнвлеппя 28 активная состаБляю цая опорного нанряжен1 я поступает на делители напряжений (делительмножитель 29 и декадный делитель 30) для сравнения с измеряемым папряженнем. Делители иапряжения имеют шкалы с делениями для отсчета величины измеряемого напряжения. Для увеличения чувствительности измерительной схемы разность онориого и нзмеряемого напряжений нодается на усилитель 21, а зател просматривается иа осциллографе 22. В зависимости от вынолняемой операции уиотребляются различные датчики 23.

Напряженность электрического иоля иа модели измеряется контактным датчиком с двумя иглами. Р1зопотенциальпые линии радиального электрического целя и вненчпего нпдукционного электрического поля тороидальных электромагнитов строятся одионгольчатым контактным датчиком со щупом. Силовые линии электрического иоля иа модели строятс5; усовершенствованным поясом Роговского. Линии равных наведеиных нотендиалов в листах фольги модели строятся с иомонтью датчика

со . Однородность .магнитного поля в катущке 9 проверяется ипдукционным датчиков. Пндукцисяшым датчиком кольцевого типа можно ко1ггролнровать полярность включения торопдальпых электромагнитов 6, иастраиват) и контролировать экра 1ирующие обмотки этих электромагнитов, определять циркуляцию 11анряже1нюсти электрического ноля вокруг них, измерять действуюн1,ее значение ротора ианря | е1и1ости электрического ноля иа модели.

Прямоугольны ЛИСТ фольги 31 (см. фиг. 1), который включается через И1нны последовательно с моделью 8 для определения иитеисивиости иотока папряжеиностп раднальпого электрического поля в :.1оделп, рекомендуется выиосггь но возможности дальн е от цилиндрической катущки 9.

В случае моделирования обтекания неиодвижиых круговых penieTOK лоиаточиых ирофилей основиые блоки устройства остаются прежними. Снлощиая кошактная щайба заменяется ко1ггактной Н1айбой, с помощью коTopoii задается радиальное электрическое поле в лнстах моделн дискретщ ш способом.

Тороидальны ЭЛеКТрОЛ аГ; ИТ,

в отверстие контактной Н1айб). создает Biiemнее и 1дукционное электрическое поле в модеЛ 1. Цептральпый тороидаль Н,Й электромагнит итается и регулируется при усилителя Г/ п фазовраииггелел 13. Генератор 4 в этом елучае не работает.

подготовку устройства к экснеpи eптaм. При изготоБле И л одели S в з ее .ЧИСТОВ выреза от но чертежам неследуел Ь е лопаточ1 -)е нрофпли ре -петкп. В модели вырезается отверстие для С)лошной контак иой 5. Модель 8 закренляют на сголе 7 (см. фиг. 2), и все устройство включа от в сеть тока ианря/кснием 220 о. Регулируя выходное напряжение ус Л ггеля 16 (сл.фиг. 1) н делая замеры 23 кольисвого тииа, станавлива от требуел ый ) -е1 ератора 4.

Измерительный блок 3 работает при этом следу ощим образо. Пзл еряемое напряжение носту ает с датчика 23 через тумблер 25 на декад 1ый делитель 30. Онорное напряжение с блока 2 через 24 нереходит на фазорасщенляющую ценочку (26, 28). Сумма измеряемого и двух регулируемь х нацряж(мп1Й, снимаемых с декад 10 о дел1ггеля и вторич .ой воздуи иого трансфорл аT0j)a, одается ia иуль-и 1Д 1катор. Наводки от магиит ого иоля устраняются катунлкой 27. измеряемого и оиорного а 1ряже 1нй усил вается н 1 эосматривается на осциллографе. Величина нзмеряел ого напряжения нронорциональпа числу делений на лимбах дел телей 29 и 30 ианряжеи Й.

Пз.меряя датчиком с двумя иглам 1 аиряженнос ь электр ческого ноля нрямоугольпом листе фольги , i регулируя апряжение ус 1лителя 19, устанавливают требуемую интенсивность потока напряженности радиального электрического поля в модели 8.

С помощью индукционного датчика п (Ьазовращателя 15 проверяется однородность переменного магнитного поля в катуп1кс 9.

После этого в вырезы, имитирующие лонаточные профили, вводятся тороидальные трансформаторы 6. При помон п регулировки режима экранирующих обмоток тороидальных трансформаторов 6 фазовращателем 13 и -cnлителем 17, а также измерений, производимых индукционным датчиком п ННДХКГиЮННЫМ

датчиком кольцевого типа, устанавливается прежнее значение интенсивности неремепиого магнитного поля в катушке 9.

Условие, аналогичное условию ЧанлыгнпаЖуковского, вынолняется ири нулевом значении напряженности суммарного электрического поля па задней кромке вырезов, которая измеряется коитактпьпг датчиком с дву.;я иглами. Величина и фаза нанряженностн uiipкуляционного электрического иоля регулируется усилителем 18 и фазовращателем 14.

Так подготавливается устройство для исследования суммарного потока 1евязкой iieсжимаемой жидкости во вращающихся круговых рещетках. Но предлагаемое ycTpoiicTDo дает также возможность исследовать каждое из составляющих нолей в отдельности.

Для исследования нотока невязкой несжимаемой жидкости в неподвижных круговых рещетках сплошная контактная шайба 5 заменяется контактной щайбой. В отверстие контактной щайбы заправляется тороидальный трансформатор. Генератор выключается, а фазоврап1,атель 13 и усилитель 17, который питал экранируюп1,ие обмотки тороидальных трансформаторов, подсоедиияютея к тороидальному электромагниту.

При помощи предлагаемого устройства исследуется распределение скоростей но лонаточным профилям в решетке и в межлопаточпых каналах. Для этого замеряются напряженности электричеекого иоля на модели в намеченных точках контактньпг зондом с двумя иглами. Поеледний устанавливается при замерах так, чтобы измеряемая точка находилась между иглами.

Методика замеров напряженности электрических полей одинакова для еуммарных и составляющих электрических полей модели, для вращаюп1ихся и иеиодвижных решеток.

Линии тока суммарного электрического иоля на .модели 8 строятся следуюи;им образом. Один конец усовершеиствованного пояса Роговского ставится в произвольной точке на модели. Другим концом отыскиваются точки линий равного потенциала вызваииого магнитного поля, которые соответетвуют точкам

силовых лнний электрического поля модели. При однородиое переменное магнитное поле катушки .9 не влияет иа показа)ия пояса Роговского. же методом можно построить силовые лнини составляющих электрических нолей иа модели как в случае вращающихся (так и в случае неподвижных) круговых решеток лопаточных нрофилей. В случае врапгающихся рещеток для циркуляционного и радиальиого электрических нолей линии равных потенциалов строятся с помоп;ью одноигольчатого контактного датчика со щуном. Датчик устанавливается в произвольной точке на модели, а щупом отыскиваются точкг: с тем же потенциалом.

Линии равных наведенных нотенциалов строятся датчико.м со щунол. Последний закрепляется в центре модели осевым контактом, а иередвижеиием щуиа по линейному

контакт) отыскнваются точки равиых наведенных нотенниалов.

В случае неиодв 1жных решеток линии равных иотенииалов строятся тем же методом, что и для сумлгариых и составляющих электрических поле Tia модели.

Для онределения иодъемпой силы лопатки индукциоииьн: датчик кольцевого тина надевается иа тороидальный трансформатор 6. Величина э.д.е. в датчике ироиорциональна

велнчнне подъе гиой силы лопатки.

Предмет изобретения

Устройство для моделироваипя обтекания

круговых решеток лопаточных нрофилей методом электрогндродинамичеекой аналогии, содержагцее модель исследуемого поля, блок нптания, торондальные трансформаторы и излгерительный блок, отличающееся тем, что, с

целью расширения клаеса решаемых задач, в генератор однородного переменного магHHTiioro поля выиолиен в виде соленоида конечных размеров, витки которого подключены к блоку емкостей, а тороидальные трансформаторы по числу лопаточных профилей в моделируемой региетке, содержащие обмотки, экранирующие облаеть, заиятую магнитопроводом, подключены через последовательно соеди11ен1;ые усилители моп.;иости и фазовращатели блока питания к генератору звуковой частоты, причем нуль-индикатор и усилитель измерительного блока через потенциометр связаны с фазовращателем блока питания, а системой И 1дукцпонных н контрольных датчиков соединены с исследуемой моделью, при этом контактная шайба исследуемой модели соединена с прямоугольным листом фольги, нодключенным через усилитель и фазовращатель блока питаиия к геиератору звуковой

частоты.

I1

иг 1

иг 2