Гидродинамическая установка для исследования объекта моделей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Сощиалистическиа

Республик (йв) gggggQ (Sй) Дополиительиое к авт. свид-ву— (22) Завалено 060776 (2i) 2385263/29-33 с лрисоедииеииеи заввки лй (23) Приоритет (43) Опублииоваио15.,03.78. Бноллетень ле 10

2 (Бй) М. Ил.

Я 01 P 5/18 а, 01 И 1О/ОО

Гввуднрвтнвнный нвинтвт

6внвтв Мнннвтувн MOF нв нннва нвнйвтвнм н нтнувт 9 (И) УДК

532.5(088.8) (45) Дата опубликовании оиисаиии 228278

Д. Л. Зеликсон и Е. А. Забелин (54) ГИДРОДИНА11ИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБТЕКАНИЯ МОДЕЛЕii

Изобретение относится к средствам гидродинамического эксперимента и может быть использовано для воспроизведения гидродинамической обстановки при исследовании обтекания различных 5 моделей и измерительных преобразователей, Известна гидродинамическая установка, содержащая гидротракт с конфуэором, рабочую камеру с исследуемой мо — 10 делью tlj

Однако эта установка не обеспечи вает снижения уровня гидродинамических помех в пограничном слое затопленного потока. !5

Известна другая гидродинамическая установка для исследования обтекания моделей, содержащая гидротракт с конфузором для формирования затопленного потока в рабочей камере с исследуемой моделью, расположенной в поле зрения теневого прибора (21

Однако вследствие расширения потока при обтекании модели и турбулизации пограничного слоя возникают гидродинамические помехи в пограничном слое затопленного потока. Эти помехи затрудняют исследование характеристик обтекания моделей н генерируемой ими турбулентности. Если модель возбуждает в потоке, турбулентность, то помехи пограничного слоя развиваются раньше и на меньших скоростях, так как число рейнольдса потока всегда, превосходит его значение для модели в силу того,, что геометрический размер модели меньше потока — модель установлена в ядре потока. Неконтролируемые гидродинамические помехи в.пограничном слое снижают достоверность экспериментальных результатов.

Цель изобретения — снижение уровня гидродинамических помех в пограничном слое затопленного потока.

Это достигается тем, что в гидродинамической установке для исследования обтекания моделей, содержащей гидротракт с конфуэором для формирования затопленного потока в рабочей камере с исследуемой моделью, расположенной в поле эрейня теневого прибора, рабочая камера снабжена набором неупругих нитей, закрепленных консольно заподлицо по периметру среза конфуэора с шагом, обеспечивающим свободное прохождение света теневого прибора, который выполнен со сменной полевой диафрагмой в виде щели с механизмом перемещения

597970 дифракционкая картина кото1ого представляет собой осеси метричную световую полоску длиной Л - и шириной Л . i где А - длина волны света, f — Фокуснйе расстояния объективов теневого прибора

5, d, Ь вЂ” диаметр и длина выделяемого отрезка нити. Повороты отрезка нити при колебаниях, возбуждаемых гидродинамическими помехами, ведут к вращательным колебаниям световой полоски относительно оси теневого прибора 5 и кодовой диафрагмы 12, сквозь щели которой на фотоприемник 10 проходит модулированное световое излучение, преобразуемое в электрический сигнал.

Статистический временной анализ сигнала блоком 11 позволяет определить уровень гидродинамических помех, кх спектр и другие характеристики. Математическое ожидание сигнала соответствует среднему положению отрезка кити в пространстве. Перемещение полевой диафрагмы 8 механкзмом S с мотором 13 вдоль кити 7 и последовательное выделение диафрагмой 8 изображения каждой нити позволяет определить гидродикамические помехи вдоль потока по всей поверхности пограничного слоя, оценив расширение потока и турбулентные пульсации в пограничном слое.

Формула изобретения вдоль потока на длину нитей и Фото( электрическим время-пролетным регистратором с yrnosoA кодовой диафрагмой

На чертеже приведена схема установки.

Гидродинамическая установка состоит иэ гидротракта 1 с конфуэором 2 для формирования затопленного потока в рабочей камере 3 с исследуемой моделью 4, расположенной в поле зрения 10 теневого прибора 5 на оси потока. Рабочая камера 3 снабжена оптическими окнами б для визуализации течения и набором неупругих нитей 7, закрепленных консольно заподлицо по периметру 15 среза конфузора с шагом, обеспечивающим свободное прохождение света теневого прибора 5 через окно 6. В теневом приборе 5 установлены сменные полевая диафрагма 8 в виде щели с меха- щ ниэмом 9 перемещения вдоль потока на длину нитей 7 и фотоэлектрический вре,мя-прслетный регистратор 10, 11 с угловой кодовой диафрагмой 12, расположенной в плоскости картины, дифракции света на отдельной нити 7 и содержащей, по меньшей мере, две расположенные радиально вдоль окружности щели.

Механизм 9 представляет собой винтовую пару, приводимую в движение мотором 13 вручную. Регистратор 10, 11 состоит из блока фотоприемника 10 и измерителя 11 отрезков времени (частотомерапериодомера или анализатора бпектра).

Для проведения исследований гидротракт 1 заполнен прозрачной жидкостью, + например, перемещающейся под действи" ем перепада давления на концах гидротракта. Вытекая иэ конфузора 2 в затопленное пространство рабочей камеры

3, жидкость формируется в поток с пря- 40 моугольным по сечению профилем скорости в ядре и обтекает исследуемую модель 4. При этом поток расширяется и турбулизируется в пограничном слоеи где расположен набор неупругих нитей 45

7. Нити 7 вытягиваются вдоль потока по пограничному слою, частично гасят турбулентные гидродинамические помехи, колеблясь поперек течения под действием турбулентных вихрей. Нити 7 образу- gg ют эластичную стенку для потока, свободно расширяясь вместе с течением, что эквивалентно увеличению рабочего сечения установки и приводит к снижению помех. Параллельный луч света те- 5й невого прибора 5 через окно 6 проходит область нитей 7 и дифрагируя на них, после полевой диафрагмы 8 дает дифракйионную картину в плоскости кодовой диафрагмы 12.

Полевая диафрагма 8 выделяет изобра6О жение заданного отрезка отдельной нити, Гидродинамическая установка для исследования обтекания моделей, содержащая гидротракт с конфузором для форMHpoBBHHR эатопленногo потока в рабочей камере с исследуемой моделью, расположенной в поле зрения теневого прибора, отличающаяся тем, что, с целью скижения уровня гидродкнамических помех в пограничном слое затопленного потока, рабочая камера снабжена набором неупругих нитей, закрепленных консолько эаподлицо по периметру среза конфузора с шагом, обеспечивающим свободное прохождение света теневого прибора, который выполнен со сменной полевой диафрагмой в виде щели, механизмом перемещения вдоль потока на длину нитей и фотоэлектрическим время-пролеткым регистратором с угловой кодовой диафрагмой, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Власов Ю. Н. и др. О динамическом градунровании контактных измерителей температуры в потоке жидкости, Инженерно-Физический журнал, 1974,26, 9 5, с. 825.

2. Авторское свидетельство СССР

9 458755, кл. 5 Ul N 27/02, 1974.

Сов таьн .:-.:Í:ü В . Апек перов

Техред Е.Даьндовнн Корректор С. йекмар

F еда к т : р

Зака-: 1208/34 Тира.к 1 i i 2 Поднисное

ЦНйИ 1И Го удар<.твенного комитета Совета Министров (CCP по делам иаобретенни и йткрыгий !

1303 3, Иооква, .".-3 3„ Раушокая наб., ц. 4, 5

Филиал ППП Патент, г. У>.город, ул. Проектна, 4