Установка для исследования кавитационной стойкости материалов Советский патент 1982 года по МПК G01M10/00 G01N3/00 

Изобретение относится к гидродинамическим испытаниям, в частности к устройствам для исследования кавитационной стойкости материалов.

Известна установка для исследования кавитационной стойкости материалов, содержащая кавитатор, смонтированный в кавитационной трубе и кинематически связанный с приводом, а также опорный узел для образца, расположенный за кавитатором 11.

Недостатки известной установкибольшое время проведения исследований, низкая точность результатов испытаний и узкий диапазон исследуемых режимов.

Цель изобретения - сокращение времени проведения исследований, повышение точности результатов испытания и расширение диапазона исследуемых режимов,

Поставленная цель достигается тем, что опорный узел образца содержит обтекаемый профиль, выполненный из носовой, средней и кор:-ювой части, расположенных в кавита-ционной трубе-в плоскости, параллельной ее оси, причем средняя часть обтекаемого профиля снабжена смонтированным на ее боковой стенке фиксатором для образца и установлена с возможностью перемещения з .упомянутой плоскости поперей кавитационной трубы, а последняя выполнена с вырезом, охватываго1цим герметично YIO периметру стенки средней части обтекаемого профиля, при этом кавитатор смонтирован с возможностью врпщения в носовой части обтекаемого профиля.

На чертеже изображена предлагаемая установка, боковая проекттия.

Установка содержит располо);енную в одном из окон рабочего участка кавитационную трубу 1 и закрепленный на герметичном основании 2 опорньм узел для образца 3, содержащий симметричньй обтекаемый профиль 4, рас39положенный в плоскости, параллельной оси трубы 1 и состоящий из вьщвйжной при помощи винта 5 средней части - плиты 6, установленнойс возможностью перемещения в упомянутой плоскости поперек трубы 1, носовой части 7 и кормовой части 8. В бо ковой стенке, носовой части 7 профиля выполнена щель 9. Испытываемый образец 3 укреплен на наружной боковой стенке средней части - плиты 6 за щелью 9 при помощи фиксатора зажима (не показан) заподлицо с поверхностью средней части - плиты 6. Кавитатор - лопатка 10 помещен в час- 15

ти 7 с возможностью выхода в поток через щель 9 и смонтирован с возможностью вращения.на валу (не показан) электропривода 11. Труба 1 выполнена с вырезом, охватывающим в зо не окна герметично по периметру стен ки средней части - плиты 6 обтекаемого профиля (не показан ). На другой стороне обтекаемого профиля также имеется щель, образец кавитатор (не показан) Установка работает следующим образом. Вращением винта 5 плита 6 вьщвига ется из трубы 1 и на наружной боково ,стенке плиты 6.заподлицо с ее поверх ностью при помощи зажима очень жестко укрепляется испытываемый образец 3. Затем вращением винта 5 пли-, та 6 выдвигается в трубу 1, Б трубе 1 устанавливается режим (скорость движения потока, разряжение) согласно программе испытаний, включается электропривод 11 и подбирается нужное число оборотов. Электропривод 11 приводит во вращение кавитатор-лопатку 10, при этом они вращаются с одинаковой скоростью, но в разные стороны. Вращаясь, кавитаторлопатка 10 периодически входит в поток через щель 9 и образует в ней кавитационные каверны, которые уносятся потоком и схлопываются на испытываемом образце 3, Испытания проВОДЯТСЯ в течение заданного промежут ка времени. После чего электропри вод 11 выключается, плита 6 вьщвигается из трубы 1, испытываемый образец 3 вынимается и взвйшивается. За тем новый цикл испытаний повторяется, Для регулировки объема кавитаци.онной каверны установка снабжена

приводит к расширению диапазона исследуемых: ре кимов и к увеличению интенсивности кавитационного воздействия, а следовательно,к уменьшесменными кавитаторами с различной шириной. К тому же ось вращения кавитатора может быть установлена наклонной к направлению движения средней части под углом , а к направлению потока - под углом j3b 90- ol. Угол оС может принимать значения от О до 90. Наличие в установке обтекаемого профиля позволяет монтировать кавитатор с возможностью вращения. При вращательном безынерционном движении может быть достигнута большая частота колебаний кавитатора. Увелит. чение частоты колебании кавитатора нию времени, необходимого для разрушения образца. Выполнение средней части обтекаемого профиля подвижной в направлении, перпендикулярном потоку, дает возможность свободно выдвигать её из кавитационной трубы и производить смену испытываемых образцов, расположенных на боковой стенке средней части, без слива воды, А это, в вою очередь, значительно сокращает время подготовки к испытаниям. Уменьшение, времени, необходимого для разрушения образца, и времени, необходимого для подготовки к испытаниям, сокращает воемя испытаний. Смена испытываемых образцов без слива воды позволяет проводить испытания в условиях постоянного режима неизменной жидкости (воды), что исключает погрешность установки режима в кавитационной трубе (параметров потока) и повьш1ает достоверность результатов испытаний Таким образом, испытания образцов на предлагаемой установке проводятся в JO-15 раз быстрее, при этом достоверность результатов повышается, В установке расширяется диапазон (по числу Струисследуем{ 1х режимов халя) за.счет того, что увеличивается cKoiSocTb и длина кавитатора, смонтированного с возможностью вращения, и уменьшается скорость потока, при которой образуется каверна, так как каверяу в предлагаемой установке можно получить при скорости потока в трубе, равной нулю.

Формула изобретения

Установка для исследования кавита-ч ционной стойкости материалов, содержащая кавитатор, смонтированный в кавитационной трубе.и кинематически связанный с приводом, а также опорный узел для образца, расположенный за кавитатором, отличающая- с я тем, что, с целью сокращения времени проведения исследований, повышения точности результатов испытания и расширения диапазона исследуе - - №)1Х режимов, опорный узел для образца содержит обтекаемый профиль, выполненный из носовой, средней и кормовой частей, расположенных в кавитаци онной трубе в плоскости, параллельной ее оси, причем средняя часть обтекаемого профиля снабжена смонтированным на ее боковой стенке фиксатором для образца и установлена с возможностью перемещения в упомянутой плоскости -поперек кавитационной трубы, а последняя выполнена с вырезом, охватывающим герметично по периметру стенки средней части обтекаемого профиля, при этом кавитатор смонтирован с возможностью вращения в носовой части обтекаемого профиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертное

1. Георгиевская Е. Л. Кавитационная эрозия гребных винтов и методы борьбы с ней. Л., Судостроение, 1970, с. 15 (прототип) .