RU1830474C - Способ определени коэффициента гидравлического сопротивлени тракта и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  гидравлических потерь в трактах различных силовых и энергетических установок, а также технологических аппаратов газовой и нефтехимической промышленности. Цель изобретени  - снижение материальных затрат, повышение экономичности и обеспечение возможности определени  гидравлического сопротивлени  крупногабаритных натурных трактов, Сущность изобретени  состоит в том. что исследуемый тракт продувают на переходном режиме из замкнутой камеры с заданным объемом, измер ют давление в этой камере и врем  истечени  газа из нее с последующим вычислением по их значени м величины коэффициента гидравлического сопротивлени  тракта. 2 с. и 2 з.п.ф-лы. 2 ил. ел

Description

Изобретение относитс  к области определени  гидравлического сопротивлени  трактов различных силовых, энергетических и технологических установок в авиации, космонавтике , в газовой и нефтехимической промышленности.

Цель изобретени  - снижение материальных затрат, повышение экономичности и обеспечение возможности определени  гидравлического сопротивлени  крупногабаритных натурных трактов, а также снижение расхода продуваемого воздуха и расширение области применени .

На фиг.1 представлен общий вид устройства дл  реализации предложенного способа.

На фиг.2 приведено качественное изменение давлени  PI в камере предлагаемого

устройства по времени t истечени  газа через исследуемый тракт.

Предложенное устройство содержит замкнутую камеру 1с выходным отверстием , источник давлени  2, держатель 3 тракта 4, установленный неподвижно на выходе камеры 1, обтекатель 5, измеритель давлени 

6в камере 1 и запорный элемент, установленный последовательно с трактом 4 либо в виде заглушки 7 на выходе тракта 4 е диаметром , равным диаметру выходного отверсти  тракта и перекрывающей его. либо в виде задвижки 8, установленной перед трактом 4 на входе в обтекатель 5. Заглушка

7прикреплена к стенкам камеры 1 с помощью гибкой св зи 9. Камера 1 соединена с источником давлени  2 магистралью 10 и снабженной краном 11.

00

со

о

4

VJ

4

Обтекатель 5 служит дл  уменьшени  коэффициента гидравлического, сопротивлени  при втекании газа в тракт 4.

Предложенный способ осуществл ют следующим образом. Испытуемый тракт 4 закрепл ют на держателе 2. На выходе из тракта 4 устанавливают заглушку 7 (или закрывают задвижку 8 на входе в обтекатель 5). Открывают кран 11 на магистрали 10. Включают источник давлени  2 и сжатый воздух по магистрали 10 через открытый кран 11 начинает поступать в замкнутый объем камеры 1 объемом V. Давление Pi регистрируетс  измерителем давлени  6. При достижении в камере 1 заданной величины давлени  настройки PiH срабатывает (отстреливаетс ) заглушка (или задвижка 8) и через испытуемый тракт 4 начинаетс  истечение газа из камеры 1 устройства. Процесс изменени  давлени  в камере регистрируетс  измерителем давлени  6, как показано на графике фиг.2.

Исключа  переходный колебательный процесс в камере 1 после срабатывани  заглушки 7 (или задвижки 8), измер ют врем  ти истечени  газа из камеры с момента, соответствующего давлению Pi Рю, до момента , соответствующего давлению в пространстве на выходе из тракта Pi Ра. Далее по измеренному значению времени .истечени  вычисл ют Ј, использу .соотношение:

1 в , „ + Ј

Ои

А(Т

(П П/Р2

)В-(/.

, 8ЫХ ), О)

где r V/F а;

Р2-Р2/Рю;

Р2 - давление газа во внешнем пространстве , в которое происходит истечение иэтракта;

П 2 ( V1 -Р2 .+ 1 ) - Р2 ;

F - площадь сечени  на входе в тракт;

а - скорость звука в газе;

V - объем камеры;

А 2,0 - коэффициент расчетной формулы;

В 2,0- показатель степени расчетной формулы;

Јвх , Јвых - коэффициенты гидравлического сопротивлени , учитывающие потери полного давлени  соответственно на входе и выходе из тр.акта (приведены к скорости газа в сечении F тракта).

Применительно к истечению в атмосферу из тракта, представл ющего собой диффузор с внезапным расширением F2/F 4, где F2 - площадь сечени  на выходе из тракта , при значени х F 0,0007 м . F2 0.0028 м2, V 0,02 м3, а 330 м/с, 2 1 105 Па; Pro- 1,3 105Па и отсутствии обтекател  на входе в тракт Јвх 0.5, Јвых 0.0625; А

1,95; В - 1,93.

В случае, если колебани  давлени  в камере будут происходить в процессе всего времени истечени  газа из камеры, то значение tw следует определ ть по изменению

средней составл ющей давлени  Pi(t), предварительно отфильтровав известными способами пульсационную составл ющую Pi (t) давлени 

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Pi(t).-Pi(t)+Pi (t).

Справедливость формулы (1) дл  определени  предлагаемым способом коэффициента гидравлического сопротивлени  доказываетс  испытани ми.

Предлагаемые способ и устройство позвол ют существенно снизить материальные Затраты, повысить экономичность и обеспечат возможность экспериментального определени  гидравлического сопротивлени  трактов без ограничени  их габаритных размеров . Способ и устройство дл  его осуществлени  не требуют применени  стационарных мощных источников давлени . Дл  создани  избыточного давлени  в замкнутой камере величиной Pi 0,5 105 Па можно использовать маломощный компрессор с электроприводом или даже обычный автомобильный насос, Под камеру могут быть приспособлены любые емкости (баки) соответствующего объема, допускающие избыточное давление до величины PI 0,5 105 Па. Таким образом, затраты на создание и эксплуатацию предлагаемых способа и устройства дл  испытани  газовых трактов практически без ограничени  из размеров окажутс  существенно ниже затрат на создание и эксплуатацию устройства ;-о способу-прототипу .

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

1.Способ определени  коэффициента гидравлического.сопротивлени  тракта, включающий продувку тракта, измерение площади F его входного сечени  и измерени  давлени  Р2 в пространстве на выходе тракта, от л ича ю щи и с   тем, что, с целью снижени  материальных затрат, повышени  экономичности и обеспечени  возможности определени  гидравлического сопротивлени  крупногабаритных натурных трактов, тракт продувают на переходном режиме из замкнутой камеры с фиксированным объемом V, в момент окончани  колебательного процесса в камере измер ют давление Рю в

ней, с этого момента измер ют врем  истечени  t-и газа из нее до момента, когда давление в камере будет равно давлению Р2, з значение коэффициента гидравлического сопротивлени  Ј наход т по формуле5

«-(т

Claims (2)

1

гПт7Рг)° ( -вых).„

где т V/F а; Р2 р2/Рю;

п 2 ( 1 - Р2. + 1) - Р2;

а - скорость звука в газе;

А 1 В «2 - коэффициенты, определ емые опытным путем;

Јвх , Јвых - коэффициенты гидравлического сопротивлени , учитывающие потери полного давлени  соответственно на входе и выходе из тракта, определ емые опытным путем.

2.Устройство дл  определени  коэффициента гидравлического сопротивлени 

Фм. 1

0

5

0

тракта, содержащее камеру с источником давлени  и держатель тракта, отличающеес  тем, что, с целью снижени  расхода продуваемого воздуха и расширени  области применени , оно снабжено обтекателем , измерителем давлени  в камере и запорным элементом, при этом камера выполнена замкнутой с выходным отверстием, а держатель тракта установлен на выходе камеры неподвижно относительно нее, причем обтекатель расположен в камере и закреплен в ее выходном отверстии, а запорный элемент установлен последовательно с трактом.

З.Устройство по п.2, отличающее с   тем, что в нем запорный элемент выполнен в виде заглушки, установленной на выходе тракта, диаметр которой равен диаметру выходного отверсти  тракта.

4.Устройство по п.2, отличающеес  тем. что в нем запорный элемент выполнен в виде задвижки, установленной перед трактом на входе в обтекатель,

I

Ј

По

0

9иг,2

V