RU2753982C1 - Piston gas-dynamic installation - Google Patents

Piston gas-dynamic installation Download PDF

Info

Publication number
RU2753982C1
RU2753982C1 RU2020140225A RU2020140225A RU2753982C1 RU 2753982 C1 RU2753982 C1 RU 2753982C1 RU 2020140225 A RU2020140225 A RU 2020140225A RU 2020140225 A RU2020140225 A RU 2020140225A RU 2753982 C1 RU2753982 C1 RU 2753982C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
barrel
prechamber
gas
piston
movable platform
Prior art date
Application number
RU2020140225A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Владимирович Кислых
Александр Леонидович Бабиков
Инна Павловна Квас
Константин Александрович Костин
Original Assignee
Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш") filed Critical Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш")
Priority to RU2020140225A priority Critical patent/RU2753982C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753982C1 publication Critical patent/RU2753982C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels

Abstract

FIELD: experimental aerodynamics.
SUBSTANCE: invention relates to experimental aerodynamics, in particular, to piston gas-dynamic installations. The installation contains a barrel fixed to the foundation with a free piston placed in it and plungers installed at the ends of the barrel connected by a movable platform, a high-pressure cylinder and a prechamber connected to a nozzle, a model gas source connected to the barrel cavity. In the side wall of the barrel channels are made, one of which connects the barrel cavity with a high-pressure cylinder and is equipped with a shut-off valve, and the other - the barrel cavity with a prechamber and is equipped with a check valve controlled by a pneumatic cylinder. A device for regulating the relative position of the plungers in the barrel is introduced into the installation.
EFFECT: invention provides the possibility of wide variation of its operating modes, parameters of the model flow and the duration of the experiment.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, в частности, к поршневым газодинамическим установкам.The invention relates to experimental aerodynamics, in particular, to piston gas-dynamic installations.

Известна поршневая газодинамическая установка, которая состоит из закрепленного на фундаменте ствола, с расположенными в его противоположных концах плунжерами, закрепленными на подвижной платформе, в полости ствола размещен свободный поршень, а в боковой стенке ствола выполнены каналы, один из которых соединен с баллоном высокого давления, а другой - с форкамерой (авт. свид. №498841 от 05.09.74 г.). Недостатком такой конструкции является то, что плунжер, размещенный со стороны форкамеры, в процессе сжатия модельного газа перемещаясь в стволе, может, в зависимости от режима, перекрыть канал, соединяющий полость ствола с форкамерой, что ограничивает диапазон режимов работы установки, и, как следствие, моделируемых в установке параметров модельного потока.A piston gas-dynamic installation is known, which consists of a barrel fixed on the foundation, with plungers located at its opposite ends, fixed on a movable platform, a free piston is placed in the barrel cavity, and channels are made in the side wall of the barrel, one of which is connected to a high-pressure cylinder, and the other - with a prechamber (author certificate No. 498841 dated 09/05/1974). The disadvantage of this design is that the plunger located on the side of the prechamber, during the compression of the model gas moving in the barrel, can, depending on the mode, block the channel connecting the barrel cavity with the prechamber, which limits the range of operating modes of the installation, and, as a consequence modeled in setting the parameters of the model flow.

Известна также поршневая газодинамическая установка, содержащая ствол с размещенными в нем свободным поршнем и плунжерами, установленными по концам ствола и соединенные между собой посредством подвижной платформы, баллон, форкамеру, при этом в стволе выполнены каналы, один из которых соединяет полость ствола с баллоном, а другой - с форкамерой, в последнем установлен обратный клапан, управляемый пневмоцилиндром (авт. свид. №1301105 от 01.12.86 г.). Данное устройство предназначено для реализации способа адиабатического сжатия газа, при котором предварительно сжатый поршнем газ перепускают в аккумулирующие емкости, затем возвращают его в полость ствола и повторно осуществляют его изоэнтропическое сжатие в полости ствола. Данное техническое решение позволяет существенно расширить диапазон моделируемых параметров модельного газа, однако, не нашло широкого применения из-за сложности внедрения.Also known is a piston gas-dynamic installation containing a barrel with a free piston and plungers placed in it, installed at the ends of the barrel and interconnected by means of a movable platform, a cylinder, a prechamber, while channels are made in the barrel, one of which connects the barrel cavity with the cylinder, and the other - with a prechamber, in the latter there is a check valve controlled by a pneumatic cylinder (author certificate No. 1301105 dated 01.12.86). This device is designed to implement the method of adiabatic compression of gas, in which the gas previously compressed by the piston is passed into accumulating tanks, then it is returned to the barrel cavity and isentropically compressed again in the barrel cavity. This technical solution allows to significantly expand the range of simulated parameters of the model gas, however, it has not found wide application due to the complexity of implementation.

Рассмотренное последним техническое решение является наиболее близким к заявленному предложению аналогом устройства и выбрано в качестве прототипа.The technical solution considered by the latter is the closest analogue of the device to the declared proposal and is chosen as a prototype.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является ограниченный диапазон режимов работы установки.The technical problem to be solved by the claimed invention is the limited range of operating modes of the installation.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в том, что при заданных габаритах установки достигается возможность широкого варьирования режимов ее работы, параметров модельного потока и продолжительности эксперимента за счет возможности регулирования относительного расстояния между плунжерами.The technical result achieved by the invention consists in the fact that, given the dimensions of the installation, the possibility of a wide variation of its operating modes, parameters of the model flow and the duration of the experiment is achieved due to the possibility of regulating the relative distance between the plungers.

Этот результат достигается тем, что в поршневой газодинамической установке, состоящей из закрепленного на фундаменте ствола с размещенными в нем свободным поршнем и установленными по концам плунжерами, соединенными между собой подвижной платформы, баллона высокого давления и форкамеры, соединенной с соплом, источника модельного газа, соединенного с полостью ствола, при этом в боковой стенке ствола выполнены каналы, один из которых соединяет полость ствола с баллоном высокого давления и снабжен запорным клапаном, а другой - полость ствола с форкамерой и снабжен обратным клапаном, управляемым пневмоцилиндром, введено устройство регулирования относительного положения плунжеров в стволе. Как вариант, устройство регулирования положения плунжера выполнено в виде имеющей привод винтовой пары, связывающей плунжер и подвижную платформу. Как вариант, подвижная платформа выполнена составной, с возможностью регулирования ее длины.This result is achieved by the fact that in a piston gas-dynamic installation, consisting of a barrel fixed on the foundation with a free piston placed in it and plungers installed at the ends, connected by a movable platform, a high-pressure cylinder and a prechamber connected to a nozzle, a model gas source connected with a barrel cavity, while channels are made in the side wall of the barrel, one of which connects the barrel cavity with a high-pressure cylinder and is equipped with a shut-off valve, and the other - a barrel cavity with a prechamber and is equipped with a check valve controlled by a pneumatic cylinder, a device for regulating the relative position of the plungers is introduced into trunk. Alternatively, the device for adjusting the position of the plunger is made in the form of a driven screw pair connecting the plunger and the movable platform. Alternatively, the movable platform is made composite, with the possibility of adjusting its length.

В частных случаях, в конкретных формах выполнения или при особых условиях использования изобретение характеризуется наличием регулирующего устройства фиксации одного из плунжеров относительно другого.In particular cases, in specific embodiments or under special conditions of use, the invention is characterized by the presence of an adjusting device for fixing one of the plungers relative to the other.

Существо предложения поясняется фигурами 1 и 2, где изображена поршневая газодинамическая установка содержащая ствол 1 со свободным поршнем 2 и плунжерами 3, 4, установленными по концам ствола и закрепленными на подвижной платформе 5, источник модельного газа 6, баллон толкающего газа 7, снабженный запорным клапаном 8 и соединенный с полостью ствола каналом 9 подвода толкающего газа в запоршневую полость 10, устройство ограничения 11 начального положения поршня и подвижной платформы, форкамеру 12, снабженную соплом 13, обеспечивающим поток модельного газа для аэродинамических испытаний, и соединенную с полостью ствола каналом 14 с установленным в нем управляемым пневмоцилиндром обратным клапаном 15, узел регулирования 16 (фиг.1) начального положения плунжера или узел регулирования 17 (фиг.2) длины подвижной платформыThe essence of the proposal is illustrated by Figures 1 and 2, which depicts a piston gas-dynamic installation containing a barrel 1 with a free piston 2 and plungers 3, 4 installed at the ends of the barrel and fixed on a movable platform 5, a model gas source 6, a pushing gas cylinder 7 equipped with a shut-off valve 8 and connected to the barrel cavity by a channel 9 for supplying a pushing gas to the after-piston cavity 10, a device for limiting the initial position of the piston and a movable platform, a prechamber 12 equipped with a nozzle 13 providing a flow of model gas for aerodynamic tests, and connected to the barrel cavity by a channel 14 with an installed in it a check valve 15 controlled by a pneumatic cylinder, a control unit 16 (Fig. 1) of the initial position of the plunger or a control unit 17 (Fig. 2) of the length of the movable platform

Параметры модельного газа регулируются путем задания начального давления в баллоне высокого давления (Рб), начального давления модельного газа в полости ствола (Рс), начального давления пневомцилиндра, управляющего обратным клапаном (Рк), а также начального положения плунжера, расположенного со стороны форкамеры (Δ) относительно канала 11. Данные параметры определяют режим работы установки.The parameters of the model gas are regulated by setting the initial pressure in the high-pressure cylinder (P b ), the initial pressure of the model gas in the barrel cavity (P c ), the initial pressure of the pneumatic cylinder controlling the check valve (P k ), as well as the initial position of the plunger located on the side prechamber (Δ) relative to channel 11. These parameters determine the operating mode of the installation.

Устройство работает следующим образом:The device works as follows:

Поршень и подвижная платформа находятся в начальном положении, определяемом устройством ограничения их начального положения. В полость ствола из источника подают модельный газ с заданным давлением (Рс). В баллоне высокого давления находится толкающий газ с заданным давлением (Рб). Пуск поршня производится путем открытия запорного клапана, при этом поршень под действием давления толкающего газа движется в положительном направлении, в сторону форкамеры, сжимая модельный газ. Подвижная платформа из-за силы, действующей на плунжер, размещенный со стороны баллона высокого давления, движется в противоположную сторону. Плунжер, размещенный со стороны форкамеры, движется навстречу поршню, осуществляя дополнительную работу сжатия модельного газа. При достижении сжимаемым в стволе модельным газом заданного пневмоцилиндром уровня давления (Рк) срабатывает управляемый обратный клапан и происходит импульсное заполнение форкамеры. При заполнении форкамеры, в неизоэнтропном процессе происходит рост температуры модельного газа. Поток модельного газа с необходимыми параметрами обеспечивается соплом при истечении модельного газа из него.The piston and the movable platform are in the initial position determined by the device for limiting their initial position. A model gas with a given pressure (Pc) is supplied to the barrel cavity from the source. The high-pressure cylinder contains a propelling gas with a given pressure (Pb). The piston is started by opening the shut-off valve, while the piston, under the action of the pushing gas pressure, moves in a positive direction, towards the prechamber, compressing the model gas. Due to the force acting on the plunger located on the side of the high pressure cylinder, the movable platform moves in the opposite direction. The plunger, located on the side of the prechamber, moves towards the piston, performing additional work of compressing the model gas. When the model gas compressed in the barrel reaches the pressure level (Pc) set by the pneumatic cylinder, a controlled check valve is triggered and the prechamber is pulsed. When the prechamber is filled, the temperature of the model gas rises in the nonisentropic process. The flow of the model gas with the required parameters is provided by the nozzle at the outflow of the model gas from it.

Особенность заявленного предложения заключается в том, что при подготовке установки к запуску плунжер с помощью устройства регулирования устанавливают на полученном расчетным путем заданном расстоянии (Δ) от канала, соединяющего полость ствола с форкамерой, что определяет величину перекрытия им этого канала, при сжатии модельного газа.The peculiarity of the proposed proposal is that when preparing the installation for launch, the plunger with the help of the control device is installed at a predetermined distance (Δ) obtained by calculation from the channel connecting the barrel cavity with the prechamber, which determines the amount of overlap of this channel by it when the model gas is compressed.

Величина перекрытия канала в процессе сжатия модельного газа влияет на количество газа, поступающего в форкамеру, а значит на рост энтропии, что сказывается на температуре модельного потока. Устройство регулирования величины перекрытия канала позволит выбрать такой режим работы установки, при котором будет возможно поддержание постоянного расхода через обратный клапан в форкамеру, что позволит увеличить время эксперимента.The amount of channel overlap during the compression of the model gas affects the amount of gas entering the prechamber, and hence the increase in entropy, which affects the temperature of the model flow. The device for regulating the amount of channel overlap will make it possible to select such a mode of operation of the installation, in which it will be possible to maintain a constant flow rate through the check valve to the prechamber, which will increase the experiment time.

Claims (3)

1. Поршневая газодинамическая установка, содержащая закрепленный на фундаменте ствол с размещенными в нем свободным поршнем и установленными по концам ствола плунжерами, соединенными между собой подвижной платформой, баллон высокого давления и форкамеру, соединенную с соплом, источник модельного газа, соединенный с полостью ствола, при этом в боковой стенке ствола выполнены каналы, один из которых соединяет полость ствола с баллоном высокого давления и снабжен запорным клапаном, а другой - полость ствола с форкамерой и снабжен обратным клапаном, управляемым пневмоцилиндром, отличающаяся тем, что в нее введено устройство регулирования относительного положения плунжеров в стволе.1. Piston gas-dynamic installation containing a barrel fixed on the foundation with a free piston placed in it and plungers installed at the ends of the barrel connected by a movable platform, a high-pressure cylinder and a prechamber connected to a nozzle, a model gas source connected to the barrel cavity, when In this case, channels are made in the side wall of the barrel, one of which connects the barrel cavity with a high-pressure cylinder and is equipped with a shut-off valve, and the other - the barrel cavity with a pre-chamber and is equipped with a check valve controlled by a pneumatic cylinder, characterized in that a device for regulating the relative position of the plungers is introduced into it in the trunk. 2. Поршневая газодинамическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство регулирования положения плунжера выполнено в виде имеющей привод винтовой пары, связывающей плунжер и подвижную платформу.2. The piston gas-dynamic installation according to claim 1, characterized in that the device for adjusting the position of the plunger is made in the form of a screw pair having a drive connecting the plunger and the movable platform. 3. Поршневая газодинамическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что подвижная платформа выполнена составной, с возможностью регулирования ее длины.3. The piston gas-dynamic installation according to claim 1, characterized in that the movable platform is made composite, with the possibility of adjusting its length.
RU2020140225A 2020-12-07 2020-12-07 Piston gas-dynamic installation RU2753982C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140225A RU2753982C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Piston gas-dynamic installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140225A RU2753982C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Piston gas-dynamic installation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753982C1 true RU2753982C1 (en) 2021-08-25

Family

ID=77460450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140225A RU2753982C1 (en) 2020-12-07 2020-12-07 Piston gas-dynamic installation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753982C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU498841A1 (en) * 1974-09-05 2008-10-10 В.В. Кислых PISTON GAS DYNAMIC INSTALLATION
SU1301105A1 (en) * 1985-03-25 2008-10-10 В.В. Кислых METHOD OF ADIABATIC GAS COMPRESSION IN AERODYNAMIC INSTALLATION AND AERODYNAMIC INSTALLATION OF ADIABATIC COMPRESSION
SU547144A1 (en) * 1975-07-25 2008-10-10 Е.С. Веремьёв PISTON GAS DYNAMIC INSTALLATION
US7937945B2 (en) * 2006-10-27 2011-05-10 Kinde Sr Ronald August Combining a series of more efficient engines into a unit, or modular units

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU498841A1 (en) * 1974-09-05 2008-10-10 В.В. Кислых PISTON GAS DYNAMIC INSTALLATION
SU547144A1 (en) * 1975-07-25 2008-10-10 Е.С. Веремьёв PISTON GAS DYNAMIC INSTALLATION
SU1301105A1 (en) * 1985-03-25 2008-10-10 В.В. Кислых METHOD OF ADIABATIC GAS COMPRESSION IN AERODYNAMIC INSTALLATION AND AERODYNAMIC INSTALLATION OF ADIABATIC COMPRESSION
US7937945B2 (en) * 2006-10-27 2011-05-10 Kinde Sr Ronald August Combining a series of more efficient engines into a unit, or modular units

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3520477A (en) Pneumatically powered water cannon
HUT71755A (en) Injecting apparatus and system
RU2753982C1 (en) Piston gas-dynamic installation
WO2016020416A3 (en) Injecting apparatus and method of using an injecting apparatus
JPH0765550B2 (en) Accumulation type fuel injection device
US4244224A (en) Automatic sampler for gas and liquid
KR900004440A (en) Casting process control method by adjusting piston movement amount of fluid working cylinder and apparatus for executing the method
US2537087A (en) Fuel injection apparatus
DE3067775D1 (en) A device for breaking a hard material
RU2597710C1 (en) Method of increasing dispersion of fuel injected into combustion chamber of internal combustion engine
RU2591360C1 (en) Method of controlling fuel feed into combustion chamber of internal combustion engine using single-cycle drive of fuel injector
RU2439523C1 (en) Pulse altitude tube
US1271712A (en) Utilizing an expansive force.
US5705107A (en) Molding method for producing molded article having a hollow portion
ES430765A1 (en) Method for pressure casting
US1972881A (en) Internal combustion engine
JPS593160A (en) Fuel supply system and method therefor
RU2637590C2 (en) Method for dose control of fuel injected into combustion chamber of internal combustion engine
RU2636281C2 (en) Method of increasing dispersion of injected fuel into combustion chamber of internal combustion engine by single-stroke drive of fuel injector
SU1330609A1 (en) Arrangement for govering flow rate
SU1121497A1 (en) Method of controlling piston compressor capacity
SU411229A1 (en)
RU1840955C (en) Aerodynamic unit of adiabatic compression with two prechambers
SU801702A1 (en) Adiabatic compression unit
US1853235A (en) Fuel injection engine