RU184761U1 - Аэродинамическая труба - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для проведения экспериментов по оценке остойчивости судов по их моделям в опытовом бассейне. Аэродинамическая труба содержит конфузор, вентилятор, форкамеру с хонейкомбом и сеткой, сопло. Сетка выполнена с переменным по площади сопротивлением и установлена перед хонейкомбом с возможностью ее замены для изменения профиля поля скоростей. Труба дополнительно снабжена расположенным на входе в конфузор дросселем, выполненным с возможностью мгновенного изменения своего сопротивления, и жалюзи, расположенными на выходе из сопла и выполненными в виде набора горизонтальных лопаток, установленных с индивидуальным уклоном от горизонтали с возможностью мгновенного поворота. Стенки-ограничители, выполненные складывающимися, направляют воздушный поток в рабочую зону. Технический результат заключается в обеспечении скачкообразного изменения скорости ветра при необходимом профиле скоростей. 1 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для проведения экспериментов по оценке остойчивости судов по их моделям в опытовом бассейне.

За ближайший аналог принята аэродинамическая труба прямого действия с открытой рабочей частью (https://studfiles.net/preview/2152192/page:4/, рис. 4), работающая в режиме нагнетания, включающая входное сопло-конфузор, вентилятор, форкамеру с двумя хонейкомбами и детурбулизирующими сетками, выходное сопло-конфузор.

К недостаткам описанной аэродинамической трубы можно отнести невозможность скачкообразного изменения скорости воздушного потока, что необходимо при проведении опытов на остойчивость моделей судов на волнении опытового бассейна. Кроме того невозможно воспроизвести требуемую зависимость скорости ветра от высоты над уровнем моря.

Полезная модель решает проблему создания аэродинамической трубы для опытов на остойчивость моделей судов на волнении в опытовом бассейне за счет изменений конструкции трубы, обеспечивающих скачкообразное изменение скорости ветра при необходимом профиле скоростей.

Для получения необходимого технического результата в аэродинамической трубе с открытой рабочей частью, содержащий конфузор, вентилятор, форкамеру с хонейкомбом и сеткой, сопло, предлагается сетку выполнить с переменным по площади сопротивлением и установить перед хонейкомбом с возможностью ее замены для изменения профиля поля скоростей. Трубу предлагается дополнительно снабдить расположенным на входе в конфузор дросселем, выполненным с возможностью мгновенного изменения сопротивления, и жалюзи, расположенными на выходе из сопла и выполненными в виде набора горизонтальных лопаток, установленных с индивидуальным уклоном от горизонтали, с возможностью мгновенного поворота, и стенками-ограничителями, направляющими воздушный поток в рабочую зону. Стенки-ограничители предлагается выполнить складывающимися.

На прилагаемой схеме изображена заявляемая аэродинамическая труба в разрезе по диаметральной плоскости. На схеме приняты следующие обозначения: 1 - уровень воды; 2 - дроссель; 3 - конфузор; 4 - вентилятор; 5 - аппарат спрямляющий; 6 - обтекатель ступицы вентилятора; 7 - канал-переходник (форкамера); 8 - сетка; 9 - хонейкомб; 10 - жалюзи; 11 - стенки-ограничители; 12 - модель судна.

Дроссель 2 состоит из вертикально расположенных поворотных лопаток, причем в каждой паре лопатки повернуты навстречу друг другу, замедляя воздушный поток, с возможностью мгновенного изменения своего положения до максимально открытого - «по потоку», уменьшая свое сопротивление до минимума. Для создания воздушного потока использован блок осевых регулируемых вентиляторов 4, расположенных в ряд и снабженных спрямляющими аппаратами 5. В канале-переходнике 7 кольцевые сечения струй воздуха от вентиляторов 4 преобразуются в одно прямоугольное сечение. Сетка 8 выполнена с переменным по площади сопротивлением, установлена перед хонейкомбом 9 и может быть заменена при необходимости изменения профиля поля скоростей. Жалюзи 10 составлены из горизонтально расположенных поворотных лопаток с возможностью мгновенного поворота на заданный угол. Лопатки жалюзи 10 установлены с индивидуальным уклоном от горизонтали. Стенки-ограничители 11 расположены по краям потока и, для уменьшения габарита всей установки, выполнены складывающимися.

На схеме не показаны механизмы мгновенной перекладки лопаток дросселя и жалюзи. Перекладка может быть обеспечена, например, действием пружины растяжения, сопряженной с кривошипно-шатунным механизмом, причем взвод пружины может производиться вручную с постановкой на стопор, тогда отдача стопора выполняется рывком за бечевку. Возможно изготовление электрической связи стопора с углом качки модели судна, так как момент внезапного действия ветра должен приходиться на максимум крена на ветер.

На схеме не показан координатник - устройство для замера поля скоростей воздуха в рабочей части.

Труба смонтирована на опоре, обеспечивающей проход волн под ней и возможность фиксации в любом месте опытового бассейна.

Поясним полезность стенок-ограничителей. Труба должна обеспечивать свободный проход волн воды под ней, а поток воздуха, образуемый ею должен быть параллелен воде в месте расположения модели судна. Поэтому поток воздуха должен направляться под углом (10…15°) к поверхности воды с последующим поворотом прежде, чем достигнет модели судна. При повороте стенки-ограничители препятствуют растеканию воздуха по сторонам, одновременно препятствуя уменьшению поперечного размера ядра потока как затопленной струи. Складывание стенок необходимо для уменьшения габарита трубы, с тем, чтобы она не мешала другим опытам в относительно коротком опытовом бассейне.

Спроектированная аэродинамическая труба при сложенных стенках вместе с координатником имеет длину 3 м и хранится в конце опытового бассейна. Труба из-за своей небольшой длины не препятствует другим опытам в бассейне.

Ее характеристики: мощность вентиляторов 3×15 кВт=45 кВт, максимальная скорость ветра - 14…15 м/с, сечение воздушной струи после хонейкомба 1,2 м×3,6 м, наибольшая длина модели судна -2 м, путь ее дрейфа - 4 м, вес всей установки 2,5 т.

Описание работы аэродинамической трубы.

Предварительно осуществляют настройку аэродинамической трубы. Опытным путем подбирают необходимое поле скоростей воздушного потока в районе модели судна. Для этого подбирают углы установки лопаток дросселя, число оборотов вентиляторов, местное сопротивление сетки, индивидуальный уклон лопаток жалюзи.

Изменение аэродинамического сопротивления по площади сетки осуществляется креплением на основу сетки ее фрагментов, необходимое сопротивление подбирают опытным путем.

При проведении испытаний на остойчивость моделей судов возможны следующие варианты воздушного потока:

1. Внезапное возникновение ветра после затишья.

2. Скачкообразное усиление ветра.

При этом в каждом случае можно использовать нужный профиль скоростей. Например, профиль с ростом скорости ветра с высотой над уровнем моря, или профиль, не зависящий от высоты. Это достигается сменой сеток.

Внезапное усиление ветра после затишья достигается при помощи лопаток жалюзи, которые сначала направляют поток воздуха над моделью судна, а затем мгновенно - на модель. При необходимости создать скачкообразное усиление ветра исходная скорость ветра получается при заранее подобранном угле установки лопаток дросселя. Скачкообразное усиление достигается мгновенной перекладкой лопаток дросселя в положение «по потоку».

Для проведения опытов на остойчивость трубу выкатывают на рабочий участок бассейна.

Перед опытом на остойчивость модель судна с помощью растяжек, прикрепленных к носу и корме на уровне ватерлинии, устанавливают на воде перед стенками трубы. При работе с внезапным возникновением ветра после затишья лопатки дросселя устанавливают в положение «по потоку», а лопатки жалюзи в положение «поток над моделью».

Включают генерацию волнения. Включают вентиляторы. Растяжки травят. Модель испытывает качку и в момент наибольшего крена навстречу волне отдается стопор жалюзи. Модель дрейфует и опрокидывается или нет. Опыт закончен.

При работе со скачкообразным усилением ветра лопатки дросселя устанавливают в положение с заранее заданным сопротивлением, а жалюзи - в положение «на модель». Включают генерацию волнения. Включают вентиляторы. Растяжки травятся. Модель испытывает качку и дрейф. В момент несколько предшествующий максимальному крену на ветер отдается стопор дросселя. Модель опрокидывается или нет. Опыт закончен.

Таким образом, предлагаемая аэродинамическая труба, по сравнению с ближайшим аналогом, обеспечивает скачкообразное изменение скорости ветра при необходимом профиле скоростей, что дает возможность проводить эксперименты по оценке остойчивости судов по их моделям в опытовом бассейне, не препятствуя другим опытам.

Claims (2)

1. Аэродинамическая труба с открытой рабочей частью, содержащая конфузор, вентилятор, форкамеру с хонейкомбом и сеткой, сопло, отличающаяся тем, что сетка выполнена с переменным по площади сопротивлением и установлена перед хонейкомбом с возможностью ее замены для изменения профиля поля скоростей, а труба дополнительно снабжена расположенным на входе в конфузор дросселем, выполненным с возможностью мгновенного изменения сопротивления, и жалюзи, расположенными на выходе из сопла и выполненными в виде набора горизонтальных лопаток, установленных с индивидуальным уклоном от горизонтали с возможностью мгновенного поворота, а также стенками-ограничителями, направляющими воздушный поток в рабочую зону.

2. Аэродинамическая труба по п. 1, отличающаяся тем, что стенки-ограничители выполнены складывающимися.

Images