SU1190223A1 - Способ определени погрешности пневмометрических зондов при измерении пульсирующего давлени - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕЛЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ПНЕВМОМЕТРИЧЕСКИХ ЗОНДОВ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ, включающий установку зонда в поток, создание различных углов натекани  на зонд, моделирование пульсаций потока в тракте зонда,измерение давлений в тракте и определение погрешности путем сравнени  измеренных давлений с эталонными, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  трудоемкости , создают поток с посто нной скоростью и давлением, пульсации потока в тракте зонда создают путем подачи давлени  на выход тракта,при этом измер ют расход и температуру воздуха в тракте,определ ют его пнёвмосопротивление и составл кнцие погрешности измерени  давлени  на угол натекани  и на несимметрию сопротивлений гидравли- S ческого тракта, а погрешность (Л определ ют как их сумму.

Description

Изобретение относитс  к исследованию периодически пульсирунлцих потоков , преимущественно проточной части турбомашин.

Цель изобретени  - снижение трудоемкости определени  погрешности за счет обеспечени  возможности раздельного измерени  погрешности от несимметрии сопротивлений гидравлического тракта и от различных углов натекани .

На фиг, 1 представлена схема установки , реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2 - зависимость показаний пневмометрического зонда от угла натекани ; на фиг. 3 - зависимость изменени  угла натекани  потока на пневмометрический зонд от времени; на фиг. 4 - зависимость изменени  давлени  потока от времени.

Пневмометрический зонд 1. с измерительной линией 2 устанавливают непосредственно в поток воздуха с посто нной скоростью и давлением Р.. Воздух подаетс  от компрессора в аэродинамическую трубу 3 через сопло 4. Полное давление этого потока воздуха измер етс  датчиком 5. Измерение давлени  потока воздуха пневмометрическим зондом 1 с измерительной линией 2 провод т при различных углах натекани  его на этот зонд, дл  чего пневмометрический зонд 1 поворачивают в плоскости измерени  и получают зависимость показаний пневмометрического зонда 1 от угла натекани  (фиг, 2).

Величину давлени  потока воздуха, измер емую пнёвмометрйческим зондом, регистрируют монометром 6.

Измерительную линию 2 дополнительно соедин ют с рабочей камерой 7, в которую подают жидкость из подвод щей магистрали при открытом вентиле 8. В рабочую камеру 7 устанавливают термометр 10.

Моделирование пульсирующего потока происходит следующФ образом.

Поток воздуха с посто нным давлением Р, проход  через тракт пневмометрического зонда 1 и измерительную линшо 2, поступает в рабочую камеРУ 7.

При открытии вентил  8 в рабочую камеру 7 поступает жидкость, котора  образует гидропоршень 9. Поскольку известно, что режим течени  в гидравлическом тракте пневмометрического зонда 1 ламинарный практически при любой амплитуде пульсации давлени , задаваемые значени  амплитуды пульсации выбирают из неравенства Р. Р и Р Р. Гвдропоршень 9, сдавлива  воздух в надпоршневом пространстве, создает давление Р, Р которое фиксируетс  манометром 6.

В этом случае воздух из надпоршневого пространства вытесн етс  че .рез измерительную линию 2 и тракт пневмометрического зонда 1 навстречу потоку воздуха с посто нной скорость и давлением Р. При этом напор воды в подвод щей магистрали соответствует установившемус  режиму системы: рабоча  камера 7, измерительна  лини  пневмометрический зонд 1 и поток воздуха с давлением Р.

Измер ют хронометром врем  заполнени  камеры 7 рабочей жидкостью и термометром 10 температуру воздуха в ней и определ ют, сопротивление гидравлического тракта, вычисл ют скорость заполнени  рабочей камеры 7 жидкостью:

С - -Ь t

где h - высота рабочей камеры, при

котррой устанавливаетс  давление Р;, t - йрем  заполнени  камеры. Рассчитывают расход воздуха, вытека (щего из рабочей камеры 7:

G C.Sp, где С - скорость заполнени  камеры

7 жидкостью;

S - площадь гидропоршн ; Р - плотность воздуха; Исход  из уравнени  неразрывности Х 3 Д® 3 расход - воздуха, истекающего из приемного отверсти  пневмометрического зонда 1.

Далее определ ют скорость потока воздуха, истекающего из пневмометрического зонда 1:

С , F.

где F - площадь сечени  приемного

отверсти  пневмометрического зонда 1;

Р - плотность воздуха, истекающего из пневмометрического зонда 1;

Р Ei

R . т где Р- - задаваемое давление воздух в рабочей камере 7; R - газова  посто нна ; Т - температура воздуха в рабо чей камере 7. После этого наход т коэффициент сопротивлени  гидравлического тракт пневмометрического зонда 1 с измери тельной линией 2 при амплитуде давлени  , е - J Е h С где АР - разность давленийдР Р,-Р С - скорость потока воздуха, истекающего из пневмометрического зонда 1. Дл  определени  коэффициента сопротивлени  гидравлического тракта пневмометрического зонда 1 с изме рительной линией 2, при амплитуде давлени  Р Р, закрьгеают вентиль 8 и открывают сливной вентиль 11, рег лируют расход сливаемой воды до мо .мента установлени  давлени  воздуха в рабочей камере 7 Pj Р. Измерени  параметров и расчеты искомых величин провод тс  аналогич но приведенным, т.е. определ ют коэ фициент сопротивлени  гидравлическо го тракта пневмометрического зонда с измерительной линией 2 при прохож дении через него потока воздзгха в пр мом и обратном направлени х. Далее расчетным путем определ ют погрешность измерени , котора  сост ит из двух составл ющих на угол нат кани  и на несиммётрию сопротивлени гидравлического тракта пневмометри- ческого зонда 1 с. измерительной линией 2, Погрешность на угол натекани  находитс  следующим образом. Стро т зависимость изменени  угла натекани  потока на пневмометрический зрнд от времени (фиг. 3). Использу  зависимость, представленную на фиг. 2, выраженную в виде ,), -давление, регистрируемое зондом, при нерасчетном угле натекани ; -давление, регистрируемое зондом, при расчетном угле натекани ; . и - угол натекани  потока на зонд и / (Т) , определ ют действительные значени  давлени  в потоке в приемном отверстии зонда (фиг. А) следующим образом. Например, при фиксированном значении времени 1), (фиг. 3) определ ют угол натекани  потока на зонд Л f) , затем по графику (фиг. 2) определ ют коэффициент tf и вычисл етс  давление Рр Р РО . Полученную зависимость Рд от временив интегрируют за период пульсации и 6 результате получают погрешность, св занную с изменением угла натекани  потока на зонд. Составл ющие погрешности на несимметрию сопротивлений гидравлического тракта пневмометрического зонда с измерительной линией рассчитьгаают, исход  из решени  дифференциального уравнени  колебаний жидкости в трубе: Р, (1)4-2hP, (С)+У (C)P(C), где Р, (t}- давление на выходе из измерительного тракта; h - удельный коэффициент сопротивлени , h СА)О - собственна  частота колебаний потока без трени  и СО-о (I.v), где - длина гидравлического тракта; V - объем гидравлического тракта; а - скорость звука, p(J)),(i:), Давление во. входном отверстии зонда Tj,(1)) А.РО.. cos«.ot+Jf), где ГО - вынужденна  частота колебаний; Jf - фазовый сдвиг. При колебани х потока с трением собственна  частота определ етс  по формуле о, ср - Y 1 CV V F / где Ьс -кинематическа  в зкость; -удельный коэффициент сопротивлени , учитывающий вли ние концов и направлени  течени  в трубке;

Ajrt средний коэффициент, А. (А,+Аг)о,5 и

d

Д t ,д |JJ J

нематическа  в зкость, d - диаметр трубки. Реша  дифференциальное уравнение, наход т

P,(),o(co5QoT, ) .

.

-Tcpi - c) ср о

Условием склейки решений  вл етс  равенство Р(0) Р/(Т), где Т - период пульсации, которое достигаетс  подбором PJ(0).

Полученна  зависимость Pi (i)

,

интегрируетс  с учетом различи  сопротивлений гидравлического тракта. В результате интегрировани  получают среднее давление P , которое сравнивают со средним и получают

погрешность дР, .

Суммарна  погрешность определ етс  алгебраическим суммированием, так как лР| может иметь лубой знак - это зависит от конструкции

риемной части зонда, а иР имеет всегда отрицательный знак. -Расчеты погрешностей &Р осуществл ютс  на ЭВМ.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ПНЕВМОМЕТРИЧЕСКИХ ЗОНДОВ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ, включающий установку зонда в поток, создание различных углов натекания на зонд, моделирование пульсаций потока в тракте зонда,измерение давлений в тракте и определение погрешности путем сравнения измеренных давлений с эталонными, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, создают поток с постоянной скоростью и давлением, пульсации потока в тракте зонда создают путем подачи давления на выход тракта,при этом измеряют расход и температуру воздуха в тракте,определяют его пнёвмосопротивление и составляющие погрешности измерения давления на угол натекания и на несимметрию сопротивлений гидравлического тракта, а общую погрешность определяют как их сумму.

   >

   1 1190223 2