Рабочий участок трубы для гидродинамических испытаний Советский патент 1980 года по МПК G01M10/00 

(54) РАБОЧИЙ УЧАСТОК ТРУБЫ ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ Изобретение относится к средствам и оборудованию экспериментальной гидромеханики и может быть использовано на кавитационных и гицропинамических трубах замкнутого и разомкнутого типов. В экспериментальной гидромеханике известны рабочие участки с круговыми, нрямоугольными и скругленными npiHMoугольными поперечными сечениями 1 . При этом прямоугольное сечение рабочего участка обладает тем преимуществом, что позволяет использовать плоские стек.ла, которые дают возможность применять оптические методы исследования. При работе гидротрубы на внутренних стенках рабочего участка образуется пограничный слой заторможенной жидкости, толщина которого увеличивается вдоль рабочего участка в направлении потока в соответствии с законами гидромеханики вязкой жидкости. Вслецствие этого в рабочем участке постоянного сечения имеет место нараста ние осевой скорости и продольный отрица- тельный градиент давления, что ухудшает его гидродинамические характеристики. Наиболее близким к изобретению является рабочий участок трубы для проведения гидродинамических испытаний, содержащий герметичную камеру с расположенным внутри проницаемым испытательным каналом, конфузор, диффузор, установленный на выходе испытательного канала, и гидравлический контур,соединенный с внешней магистралью подачи жидкости 2. Однако наличие затопленной герметичной камеры- и проницаемого канала, охватывающих исследуемую модель целиком, затрудняет визуализацию кавитационных течений и исключает использование оптических и лазерных методов измерения.Постоянное по длине суммарное проходное сечение щелей слабо компенсирует отрицательный продольный градиент давления. Кроме того, из-за малой жесткости прозрачных пластин проницаемого канала (плас.тины могут изгибаться и нскажап. гидродинамические характеристики течения) такие рабочие участки делаются обычно короткими, что исключает эксперимент с мо делями большого удлинения. Цель изобретения - расширение возмож ностей эксперименталшых исследований и улучшение гидродинамических характеристик рабочего участка. Это достигается тем, что герметичная . камера выполнена прямоугольного сечения с окнами на стенках и совмещена с испьь тательным каналом, образующим с ней с псмощью скругленных проницаемых поверх ностей с продольными щелями угловые кар маны, причем суммарная площадь сечения щелей выполнена увеличивающейся вдоль рабочего участка в направлении потока, а ги фавлический контур расположен снаружи герметичной камеры и соединен с .угловыми карманами. На фиг, 1 изображен рабочий участок трубы с частичным вьфезом его стенки, общий вид; на фиг. 2 - то же, псяеречный разрез. Рабочий участок содержит герметичную камеру 1 прямоугольного сечения, в боковые стенки которой вмонтированы плоские стекла 2. На входе в рабочий участок расположен конфузор 3, а на выходе диффузор 4. Испытательный канал .5 в места угловых округлений имеет проницаемые сталь ные поверхности 6 с продольными щелями 7, суммарная площадь сечения которых выполнена увеличивающейся по линейному закону вдоль рабочего участка в направлении потока. Полости угловых карманов 8, образованных стенками герметичной камеры 1 и проницаемыми поверхностями 6, соединены между собой гидравлическим контуром 9, расположенным снаружи герметичной камеры 1. В точке 10 равного гидравлического сопротивления для каждого из четырех угловых карманов гидравлический контур 9 соединен через вентиль Не насосом (на фигурах не показан) , При экспериментальных, работах на расчетном , при котором продольный градиент давления в рабочем учас-рке устраняется конструктивным расширением сечения рабочего участка, проницаемые поверхности 6 за счет внутреннего пе ретекания в полостях угловых карманов , 8при закрытом вентиле 11 сглаживают неравномерности поля давления, вызвакк ные наличием модели в испытательном канале 5. На нерасче-шых режимах включение насоса гидравлического контура 9 вызывает ОТСОС жидкости из рабочего участка- через продольные щели 7. Причем благодаря увеличивающемуся проходному сечению щелей 7 по линейному закону вдоль рабочего участка в направлении потока с пои ощью вентиля 11 можно легко подобрать подходящую степень отсоса жидкости для оптимальной компенсации отрицательного градиента давления в широком диапазоне отклонений от расчетного режима работы гидротрубы. При этом наличие плоских оптических стекол 2 на 6О% периметра рабочего участка позволяет .проводить визуализацию картины; течения и широко применять оптические и лазерные методы измерений в исследуемых процессах. Поскольку проницаемые поверхности 6 располагаются вне поля наблюдения, нет необходимости изготовлять их из прозрачного материала, что позволяет увеличить жесткость проницаемых поверхностей, изготавливаемых в предлагаемся рабочем участке из стали, и увеличить длину рабочего участка в 2-3 раза по сравнению с известным устройством. В то же время преимущества проницаё мого участка сохраняются, так как проницаемая поверхность занимает до 36%, всей поверхности испытательного канала 5, а увеличивающееся проходное сечение щелей позволяет оптимальным образом улучшить гвдродинамические характеристики гидротрубы. Формула изобрете ния Рабочий участок трубы для гидродинамических испытаний, включающий герметичную камеру с расположенным внутри проницаемым испытательным каналом, конфу- зор, диффузор, установленный на выходе испытательного канала, и гидравлический контур, соединенный с внешней магистралью, подачи, жидкости, отличающийс я тем, что, с целью расширения возможностей экспериментальных исследований и улучшения гидродинамических характеристик рабочего участка, герметичная камера вьтолнена прямоугольного сечения с окнами на стенках и совмещена с испытательным каналом, образующим с ней с помощью скругленных проницаемых поверхностей с продольными щелями угловые карманы, причем суммарная площадь сечения щелей вьшолнена увеличивающейся вдоль рабочего участка в направлении потока,

57345226

а гидравлический кштур расположен сна-1. Горшков А. С. . Кавитационные

ружи герметичной камеры и соединен струбы. Л., Судостроение, 1972.

угловыми карманами.2. Авторское свидетельство СССР

Источники информации, 5О2271, кл. Q 01 М 10/ОО, 1972

принятые во внимание при экспертизеs прототип).

/

./

фиг.7

А -А

W

3

X//

fptii.t