RU1840953C

RU1840953C - Adiabatic compression aerodynamic unit

Info

Publication number: RU1840953C
Application number: SU994606/28A
Authority: RU
Inventors: В.В. Кислых; Е.С. Веремьев; В.Б. Вологодский
Original assignee: ФГУП "ЦНИИмаш"
Priority date: 1968-05-20
Filing date: 1968-05-20
Publication date: 2014-10-27

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: unit relates to the field of experimental aerodynamics and can be used for study of the problems of thermodynamics and chemical kinetics. The unit consists of cylinder, trunk, piston, prechamber and working section. It additionally contains the second prechamber. The first and second prechambers are connected by a throttle with the adjustable flow section area.

EFFECT: expansion of the range of working parameters and possibility of increase of duration of experiment.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к установкам адиабатического сжатия, применяемым в экспериментальной газодинамике и для исследования вопросов термодинамики и химической кинетики.The present invention relates to adiabatic compression units used in experimental gasdynamics and for the study of thermodynamics and chemical kinetics.

Известна конструкция установки адиабатического сжатия, в которой сжатый в стволе поршнем рабочий газ запирается в форкамере при помощи обратного клапана и используется для термофизических исследований или исследований кинетики химических реакций. При работе в газодинамическом варианте сжатый газ из форкамеры через сопло истекает в рабочую часть.A known construction of an adiabatic compression installation in which the working gas compressed in the barrel by a piston is locked in a prechamber using a non-return valve and is used for thermophysical studies or studies of the kinetics of chemical reactions. When working in the gas-dynamic version, the compressed gas from the prechamber through the nozzle flows into the working part.

Установки адиабатического сжатия предназначены для исследований при высоких параметрах рабочего газа (Р_о=1000÷3000 атм) Т_о=600÷3000 K). Причем различные комбинации параметров можно получить лишь в определенной области.Adiabatic compression units are designed for research at high parameters of the working gas (P _o = 1000 ÷ 3000 atm) T _o = 600 ÷ 3000 K). Moreover, various combinations of parameters can be obtained only in a certain area.

Однако для решения целого ряда задач необходимо иметь иную совокупность параметров, например, при заданных значениях температуры иметь газ с более широким диапазоном давлений (50÷3000 атм) и наоборот. При этом необходимо иметь достаточную продолжительность эксперимента. Существующая установка адиабатического сжатия не может обеспечить выполнения этих требований. Широкое независимое варьирование параметров невозможно, т.к. и давление, и температура рабочего газа, зависят, в первом приближении, от степени его сжатия и с изменением этого параметра изменяются одновременно. Также при работе с большими (2000÷3000 K) температурами не может быть обеспечено относительно низкое (50÷1000 атм) давление, т.к. оно возрастает пропорционально увеличению температуры, получаемой при помощи экзотермических реакций в рабочем газе. Кроме того, продолжительность эксперимента при давлении газа в форкамере 50÷500 атм очень мала.However, to solve a number of problems, it is necessary to have a different set of parameters, for example, to have gas at a given temperature value with a wider pressure range (50 ÷ 3000 atm) and vice versa. It is necessary to have a sufficient duration of the experiment. The existing adiabatic compression setup cannot provide these requirements. Wide independent variation of the parameters is impossible, because both the pressure and the temperature of the working gas depend, in a first approximation, on the degree of compression and with a change in this parameter, they change simultaneously. Also, when working with large (2000 ÷ 3000 K) temperatures, a relatively low (50 ÷ 1000 atm) pressure cannot be provided, because it increases in proportion to the increase in temperature obtained by exothermic reactions in the working gas. In addition, the duration of the experiment at a gas pressure in the prechamber of 50–500 atm is very short.

Целью настоящего изобретения является создание установки с расширенным диапазоном рабочих параметров и увеличенной продолжительностью эксперимента.The aim of the present invention is to provide a facility with an extended range of operating parameters and increased duration of the experiment.

Эта цель достигается тем, что к форкамере, в которой обычными способами получаются высокие давления и температура, присоединяется вторая форкамера, связанная с первой дросселем с регулируемой площадью проходного сечения. Во второй форкамере дросселированием обеспечивается необходимая совокупность параметров газа, который затем истекает через сопло или испытуемую модель в рабочую часть. Это позволяет расширить диапазон рабочих параметров (давление 50÷3000 атм), получать необходимое сочетание давления и температуры и существенно увеличить продолжительность эксперимента (при низких давлениях до 10 раз) и тем самым расширить круг приводимых на установках адиабатического сжатия исследований.This goal is achieved by the fact that a second chamber is connected to the first chamber, in which high pressures and temperatures are obtained in the usual way, connected with the first throttle with an adjustable passage area. In the second prechamber, throttling provides the necessary set of gas parameters, which then flows out through the nozzle or test model into the working part. This allows you to expand the range of operating parameters (pressure 50 ÷ 3000 atm), to obtain the necessary combination of pressure and temperature and significantly increase the duration of the experiment (at low pressures up to 10 times) and thereby expand the range of studies carried out at adiabatic compression units.

Испытание опытного образца было проведено на установке У-7М. Оно позволило получить новый комплекс параметров рабочего газа и провести эксперименты по исследованию характеристик моделей соплового блока первой ступени ракеты (тяжелого носителя).The test of the prototype was carried out on the installation of the U-7M. It made it possible to obtain a new set of working gas parameters and conduct experiments to study the characteristics of the models of the nozzle block of the first stage of a rocket (heavy carrier).

Пример осуществления изобретения показан на чертеже. Предлагаемая установка адиабатического сжатия состоит из баллона (1), поршня (2), ствола (3) и форкамеры высокого давления с обратным клапаном (4). К последней через дроссель с регулируемой площадью проходного сечения (5) присоединена вторая форкамера (6), связанная с моделью или соплом (7), входящими в рабочую часть (8).An example embodiment of the invention is shown in the drawing. The proposed adiabatic compression unit consists of a cylinder (1), a piston (2), a barrel (3) and a high-pressure chamber with a check valve (4). A second prechamber (6) connected to the model or nozzle (7) included in the working part (8) is connected to the latter through a throttle with an adjustable passage area (5).

Высокие параметры рабочего газа получаются сжатием его в стволе (3) поршнем (2), движущимся под действием разности давлений в баллоне (1) и стволе (3). Сжатый газ запирается обратным клапаном в форкамере высокого давления (4) и через дроссель (5), проходное сечение которого может по необходимости меняться для обеспечения нужной степени дросселирования, попадает во вторую форкамеру (6). При этом его давление понижается до необходимого значения, температура же газа меняется незначительно. Из второй форкамеры (6) рабочий газ истекает через сопло или испытуемую модель (7) в рабочую часть (8).High parameters of the working gas are obtained by compressing it in the barrel (3) with a piston (2) moving under the action of the pressure difference in the cylinder (1) and the barrel (3). Compressed gas is shut off by a check valve in the high-pressure chamber (4) and through the throttle (5), the passage section of which can be changed as necessary to provide the desired throttle degree, enters the second chamber (6). At the same time, its pressure decreases to the required value, while the gas temperature changes slightly. From the second prechamber (6), the working gas flows through the nozzle or test model (7) into the working part (8).

Claims

An adiabatic compression aerodynamic installation consisting of a cylinder, a barrel, a piston, a prechamber and a working part, characterized in that, in order to expand the range of the plant's operating parameters and increase the duration of the experiment, a second prechamber is installed behind the high-pressure prechamber associated with the first variable-area throttle passage section.