Аэродинамическая установка Советский патент 1982 года по МПК G01M9/00 

Кроме того, наружная поверхность корпуса снабжена вакуумной теплоизоляцией. На фиг. 1 показана схема выполнения аэродинамической установки, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечное сечение установки (сечение А-А на фиг. 1). Аэродинамическая установка содержит силовой герметичный корпус 1 с цилиндрической боковой поверхностью 2. В корпусе 1 размещена открытая рабочая часть 3, форкамера 4 с соплом-конфузором 5 и диффузор 6, которые соединены обратным каналом 7, образованным корпусом 1 и коицентричной ему внутренней конусной оболочкой 8. При этом обратный канал 7, форкамера 4, сопло-конфузор 5, рабочая часть 3 и диффузор 6 образуют замкнутый циркуляционный контур, в котором движение рабочего потока осуществляется, например, вентилятором 9 с приводом 10 (в виде электродвигателя постоянного тока), обеспечивающим плавную регулировку скорости. Обратный канал 7 выполнен с поворотными коленами 11 и 12 для разворота потока при входе в форкамеру 4 и на выходе из диффузора 6, а на всей остальной его длине установлены полые спрямляющие поток ребра 13 (направление рабочего потока в установке показано на фиг. 1 замкнутыми иуиктирными линиями со стрелками). Ребра 13 образуют проточный теплообменник за счет того, что полости ребер 13 сообщены между собой на обоих своих концах кольцевыми обтекаемыми коллекторами 14 и 15 и через систему трубопроводов 16 - с блоком 17 хранения жидкого азота. Форкамера 4 снабжена детурбулизирующими сетками 18 и спрямляющей рещеткой 19. Рабочий объем герметичного корпуса 1 защищен от внещних теплоцритоков экранно-вакуумной изоляцией, представляющей собой вакуумную камеру 20, заполненную, например, многослойной перфорированной пленкой ПЭТФ-ДА. Вакуумная камера 20 и силовой корпус 1 разделены, в тепловом смысле, посредством четырех регулируемых опор 21. Для установки модели 22 в рабочей части 3 установки под требуемым углом атаки установка оборудована шлюзовой камерой 23, которая позволяет вводить и выводить модель 22 из потока без разгерметизации рабочей части 3 и вакуумной камеры 20, что обеспечивает непрерывность проведения исследований. Для ведения наблюдения за моделью 22 и элементами установки она имеет два ортогонально расположенных окна 24. Герметичный корпус 1 вакуумной теплоизоляцией и кольцевой обратный канал 7 с теплообменником 13-15 являются надежным щумоизоляционным экраном установки. Созданный опытный образец устройства (с диаметром рабочей части 0,2 м, степенью поджатия потока 0,4 в диапазоне рабочих давлений 1-20 ата и температур 80-320°К при скорости газового потока 5-25 м/с и мощности силового привода 15 кВт) подтверждает эффективность изобретения. Устройство работает следующим образом. В рабочую часть 3 установки через щлюзовую камеру 23 вводится исследуемая модель 22. Рабочий объем герметичного корпуса 1, во избежание конденсации паров воды и легкоконденсирующих газов, перед заполнением требуемой газовой средой откачивается до степени разряжения порядка 10 Т. Одновременно с этим происходит откачка вакуумной камеры 20 до давления Т. Затем рабочий объем установки в соответствии с программой исследований заполняется газовой смесью необходимого состава и давления. Циркуляция газа осуществляется вентилятором 9. Газовый поток, попадая в обратный канал 7, охлаждается, контактируя с теплообменными поверхностями спрямляющих ребер 13, для чего из блока 17 хранения через систему трубопроводов 16 подавтся охладитель, например жидкий азот, который через распределительный коллектор 14 поступает в полости спрямляющих ребер 13 и отводится на сброс через коллектор 15. Требуемая температура газового потока поддерживается за счет изменения расхода хладагента. После установления необходимого рабочего режима проводятся исследования в соответствии с принятой методикой исследований. Охлаждение рабочей воздущной среды до криогенных температур без изменения ее состава увеличивает число Рейнольдса по сравнению с прототипом в 4 раза, до значений и одновременно снижает мощность привода в 20 раз, а использование экранно-вакуумной теплоизоляции обеспечивает приемлемые расходы азота и, кроме того, приводит к уменьшению уровня щумов (на 50-60 дб), порождаемых при работе установки. Формула изобретения 1. Аэродинамическая установка, содержащая герметичный корпус с цилиндрической боковой поверхностью, в котором размещены открытая рабочая часть, форкамера с конфузором и диффузор, соединенные обратным каналом, образованным корпусом и концентричной ему конусной оболочкой и снабженным спрямляющими поток ребрами, отличающееся тем, что, с целью расширения экспериментальных возможностей по диапазону чисел Рейнольдса, она снабжена проточпым теплообменником, установленным по всей длине обратного канала и образованным спрямляюп;нми поток ребрами, выполненными полымн и объединенными между собой кольцевыми коллекторами.

2. Установка по п. 1, отличающаяс я тем, что, с целью снижения шума и уменьшения энергетических потерь, наружная поверхность корпуса снабжена вакуумной теплоизоляцией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии № 51-34743, кл. 105В 11, 1976.

2.Пэнкхерст Р., Холдер Д. Техника эксперимента в аэродинамических трубах, М., Иностранная литература, 1955, фиг. 59, с. 126 (прототип).

18

7,/f

/3 t+

/3

/7 l

V

-i :2:

20

/5