Система для исследования кавитации в насосах

 

ВСЕСОЮЗНАЯ

ИАТЕ11т:.-. О. ;."1ЦЕ СНАЯ библиотена МБА

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,ц 576437

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.06.76 (21) 2366770/06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.77. Бюллетень М 38 (51) М Кл е F 049 29/66

G 01М 15/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620.162.4 (088.8) Дата опуб7икова11ии описания 21.10.77 (72) Лвторы изобретения

Л. P. Варенбуд, А. Ф. Еф",мо:к.. и -:.; В. 11. Козелков (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КАВИТАЦИИ

В НАСОСАХ

Изобретение относится к области гидромашиностроения.

Известна система для исследования кавитации в насосах, содержащая датчики давления, в которой момент возникновения кавитации определяется с помощью анализа кслеkk3 kIH III да влс11ия (1 ) .

Недостатком данной системы является потеря значительного количества информации вследствие использования в качестве анализируемой характеристики интегрального уровня колебаний давления или шума в широком диапазоне частот.

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является система для исследования кавитации в насосах с использованием спектрального анализа отдельных частотных составляющих, содержащая датчики давления, установленные па входе и выходе насоса, подключенные к анализаторам спектра входного и выходного давления, п источник опорного напряжения (21.

Данная система позволяет качественно следить за развитием кавитации в насосах и опрсдслять момснт сс возникновсыия. О Iнако!1сдостатком системы является определение только общих амплитудно-частотных характеристик колебаний давления, что не дает количественной оценки характеристик кавитационной каверны.

Цель изооретсния — определение акустической прозрачности и упругости кавитационной каверны в широком диапазоне частот.

Указа11ная цель достигается тем, чтО в систему введены арифметическое устройство, два комплекта нормирующих потенциометров и блок деления напряжсн11й, один вход которого подключен к анализатору спектра входного давления, и другой через первый комплект

1О нормирующи. пoT(. нц;1сх: Ipon связа 1 с а11ализатором спектра выходного давления. Причем выход блока деления напряжений подключен к арифметическому устройству, соединенному с нсточникэм О1;Орного напряжения че15 рез второй комплект нормпрующпх потенциометров, а оба указанных комплекта синхронно связаны с анализаторами спектра, На чертеже показана блок-схема предла20 гаемой системы для исследования кавитации.

Система содержит датчик давления 1 на входе в насос и датчик давления 2 на выходе насоса, соединенные соответственно с анализатором 3 спектра входного давления и с ана25 лпзатором 4 спектра выходного давления.

Лнализатор 3 и первьш комплект нормирующих потенциометров 5 связаны с входами

О:7О1са Qc 7cHIIII напряжениЙ б, выход IwoToporo подключен к арифметическому устройст30 ву 7, соединенному через второи комплект

576437 нормирующих потенциометров 8 с источником опорного напряжения 9.

Работа системы основана на анализе колебаний давления, генерируемых насосом независимо от степени развития в нем кавитации и распространяющихся на вход и выход насоса.

При работе насоса указанные колебания воспринимаются датчиками давления 1 и 2 и раскладываются по частоте анализаторами

3 и 4.

Определение акустической прозрачности и упругости кавитационной каверны производится на каждой частоте в соответствии с формулами

Авх .„;. с х — i )> — +, > f { .к)> .4вых + 2> вх

ГДЕ в — аКУСТИЧССКая Г1РОЗРа 111ОСТЬ Канитационной каверны;

Авх и 4вых — амплитуда колебаний на Входе и выходе насоса соответственно;

К вЂ” нор мирующий множитель, учитывающий неравномерность передачи колебаний давления на вход и на выход насоса по причинам, не связанным с развитием в нем кавитационной каверны; р — упругость кавитационной каверны; р и с — плотность жидкости и скорость распространения в неи звуковых волн; в — частота, для которой определяются упругость и прозрачность каверны;

Рвх — площадь сечения на входе в насос;

j (j ) — функция акустической прозрачности, например, для каверны типа «сосредоточенная упругость»;

) {=к)—

У 1 .2

При работе системы на блок деления напряжений б поступают сигналы, пропорциональные амплитуде колебаний на входе в насос (А„) с датчика давления 1 и амплитуде колебаний на выходе насоса (К Авых) с первого комплекта нор мирующих потенциометров 5, благодаря чему на выходе блока деления напряжений создается напряжение, пропорциональное акустической прозрачности кавитационной каверны. Нормирующие потенциометры 5 подбираются таким образом, чтобы при бескавитационной работе насоса коэффициенты акустической прозрачности на всех частотах составляли единицу, что соответствует отсутствию кавитационной каверны.

25

3)

4

На вход арифметического устройства 7 подаются напряжения, пропорциональные акустической прозрачности каверны с блока деления напряжений б и пропорциональные величине с второго комплекта нормирующи.; потенциометров 8. Потенциометры 8 подбираются таким образом, что бы при бескавитационной работе насоса упругость каверны, пропорциональная напряжению на выходе арифметического устройства, соответствовала упругости жидкости, перекачиваемой насосом.

Использование изобретения позволяет определить количественные характеристики каинтацпопной каверны: акустическую прозрачность и упругость, которые необходимы не только для анализа работы самого насоса, но и для определения устойчивости гидравлической системы к автоколебательным кавитационным режимам в целом, Формула изобретения

Система для исследования кавитации в насосах, содержащая датчики давления, установленные на входе и выходе насоса и подключенные к анализаторам спектра входного и выходного давления, и источник опорного напряжения, отличающаяся тем, что, с целью определения акустической прозрачности и упругости кавитационной каверны, в нее введены арифметическое устройство, два комплекта нормирующих потенциометров и блок деления напряжений, один вход которого подключен к анализатору спектра входного давления, а другой через первый комплект нормирующих потенциометров связан с анализатором спектра выходного давления, причем выход блока деления напряжений подключен к арифметическому устройству, соединенному с источником опорного напряжения через второи комплект нормирующих потенциометров, а оба указанных комплекта синхронно связаны с анализаторами спектра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карелин В. Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах, М., «Машиностроение», 1975, с. 311 †3.

2. Ресбан Ф. О. и др. Спектральный анализ кавитационного шума в насосе, технический перевод с английского № 163Я- ГОНТИ-8.

1972, с. 4 — 7, 576437

Подписное

Заказ 2291/12 Изд. М 815 Тираж 881

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель С. Афанасьев

Редактор Т. Юрчнкова Техред А. Камышннкова Корректор Л. Котова