Устройство для отбора проб газа из сверхзвукового высокотемпературного потока

Устройство для отбора проб газа из сверхзвукового высокотемпературного потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОВ ГАЗА КЗ СВЕРХЗВУКОВОГО ИЛСОКОТЕМПЕ АТУРНОГО ПОТОКА, содержсицэе гаэоот-. борный канал и охлг1ждаемый насаДок, торцовая поверхность которого образует с боковыми поверхностями угол 115.-20°и выполнена с центральным входным отверстием,о т л и ч а ю щ е ес я тем,что,с целью повышения кадежности устройства в работеи предст-авительности пробы,насадок выполнен коническо-цилиндрической формы с отверстиями на боковой поверхности, при этом нижняя часть цилиндра выполнена в форме крыльчатки-репеллера , а устройство снабжено дополнительным каналом, выполненным с кольцевой ,щелью в боковой стенке и установленным коакСиально газоотборному каналу. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что входной участок газоотборного канала выполнен в фор-5 ме газодинамического сопла.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 601N122

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOhNf CBHQETEllbCTBV (*

%, (21) 3350639/23-26 (22) 05 ° 11 ° 81 (46) 23. 03. 83,» Вюл. В l l (72) Г.А.Важинский,, P.À.Ãàôóðîâ, Д.Н.Сафин.и И.A.Óñàíîâ (71) Казанский ордена Трудового . Красного Знамейи авиационный Институт .им.:A. Н ..Туполева (53) 543. 053 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 463029, кл» G Ol N 1/22,1972.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 425074, кл, G Ol N 1/22, 1972. . (54)(57l1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОРА ПРОВ

ГАЗА ИЗ СВЕРХЗВУКОВОГО BHCOKOTENQE-!

)?АТУРНОГО ПОТОКА,содержащее газоот=.. борный канал и охлаждаемый:насадок, торцовая поверхность .которого обра„.SU„„1006965 А эует с боковыми поверхностями угол

i15-20 и выполнена с центральным входным отверстием„о т л и ч а ю щ е е ñ я тем,что,с целью повышения надежности устройства в работе и представительности пробы, насадок выполнен коническо-цилиндрической формы.с отверстиями на боковой поверхности, при этом нижняя часть цилиндра выполнена в форме крыльчаткн-репеллера, а устройство снабжено дополнительным каналом, выполненным с кольцевой

1 щелью в боковой стенке и установленным коакоиально газоотборному каналу.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что входной участок газоотборного канала выполнен в форе ме газодинамического сопла.

1ОО6965

Для отбора проб из сверхэвукового высокотемпературного газового ,потока устройство помещается в поток таким образом, чтобы большее основание 5 было ориентировано параллельно линиям тока газа. При обтекании потоком большего основания 5 от входной кромки 7 образуется пограничный слой П.С., который отсасывается через, входное отверстие 15 по каналу Отсоса пограничного слоя 11. Газовый поток огибает исчезающий пограничный слой и попадает во входное отверстие

:l3 канала отбора проб 12.

Газовый поток, воздействуя на крыльчатку-репеллер 4, вращает насадок 1.

Охладитель, например вода, поступает по трубопроводу 9 охлаждения и попадает во внутреннюю полость насадка 1. Под действием давления и центробежных сил вращения охладитель вытекает иэ отверстий 8, организуя внешнее охлаждение насадка. Часть охладителя поступает через кольцевую щель .16, смешивается с продуктами отсоса пограничного слоя в канале отсоса пограничного слоя 11 и охлаждает. их. Tafc как начальный участок 11 канала отбора проб 12 выполнен в форме гаэодинамического ускоряющего сопИзобретению относится к исследованию сверхзвуковых высокотемпературных потоков газа и может быть использовано во всех энергетических установках, где необходим отбор газа для его .анализа, например продуктов сгорания реактивных двигателей..

Известно газоотборное устройство, предназначенное для отбора проб из сверхзвукового потока с горением, содержащее регенеративно охлаждаемый корпус и входное отверстие канала отбора, расположенное против потока 1).

Недо"татком этого устройства является то, что перед входным от- 15 верстием образуется скачок уплотнения, что искажает данные отбора и совместное воздействие высоких скоростей и температур газового пото- ка быстро разрушает устройство. 20

Известно устройство для отбора проб газа из сверхзвукового потока, содержащее газоотборный Канал и Охлаждаемый насадок, торцовая по" верхйость которого образует с бо- 25 новыми поверхностями угол 15-20 и выполнена .с центральным входным от- верстием (2 3-.

Недостатком известного устройства является то,-что на участке большей, ориентированной по потоку, торцовой грани от входной кромки до газоотборного канала образуется пограничный слой, из .которого,и производится отбор газовой трубы, .что снижает достоверность и точность анализа.

Газовая проба при попадании в гаэоотборный канал претерпевает два .поворота под прямым углом, что увеличивает гидравлические потери и снижает эффективность работы устройства. 40

Примененье известного устройства для скоростного масс-спектрометрического анализа является проблематичным, так как транспортировка пробы по канаду отбора проб известного 45 устройства не удовлетворяет современным требованиям анализа с приме-, нением быстродействующих масс-сйектро метров.

Целью изобретения является:повыше-. 50 ние надежности в работе устройства и представительности пробы. !

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб газа, содержащем газоотборный канал и охлаждаемый насадок, торцовая поверхность которогО образует с .боковыми поверхноатями угол 15-20о и выполнена с центральным входным отвер-, стием, насадок выполнен коничвско- 60 цилиндрической формы с отверстиями на боковой поверхности, при этом нижняя часть цилиндра выполнена в форме крыльчатки-репеллера, а устройство снабжено дополнительным каналом, выПОЛНЕННЫМ С КОЛЬЦЕВОЙ ЩЕЛЬЮ В бОКОвой стенке и установленным коаксиально гаэоотборному каналу.

Целесообразно входной участок гаэоотборного канала выполнить в форме газодинамического сопла.

На фиг. 1 изображено устройство для отбора проб иэ сверхзвукового высокотемпературного газового потока, продольный разрез; на фиг. 2— разрез A-A на фиг. 1.

Устройство содержит насадок 1, имеющий верхнюю часть в виде усеченного конуса 2 и нижнюю цилиндрическую часть 3 с участком, выполненным в виде крыльчатки-репеллера 4. Верхняя часть насадка 1 имеет большее основание 5 и боковую поверхность б, образующие входную кромку 7 с углом

15-20 .На .боковой поверхности б имеются отверстия 8. Насадок 1 укреплен на трубопроводе 9 охлаждения с помощью крепежного устройства 10, позволяющего насадку вращаться вокруг своей оси. B цилиндрической части 3 устройства установлены два коаксиаль" но расположенных канала: канал отсоса пограничного слоя 11 и газоотборНый канал 12. Канал 12 имеет входное отверстие 13 и начальный участок 14в,форме газодинамического сопла. Канал отсоса пограничного слоя имеет входное отверстие 15 и сообщается с внутренней полостью насадка кольцевой щелью 16.

1006965

4 ла, то он поддерживает сверхзвуковую скорость транспортировки пробы.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства состоят в следующем.

Применение канала отсоса погранич- 5 ного слоя с входным отверстием, ок,ружающего входное отверстие канала отбора проб, позволяет удалять пограничный слой и тем самым производить отбор для анализа газа,из очищенной, 10 невоэмущенной пробоотборником зоны.

Это повьыает корректность и точность зондового анализа.

Исследуемый газ, огибая отсасываеьый пограничный слой и попадая во .входное отверстие канала отбора проб, осуществляет один поворот на 90 .на что затрачивается меньше :работы.

Вращение насадка устройства производится набегающим газовым потоком.

В результате этого не требуется до,полнительных приводных устройств, J что упрощает конструкцию устройства и его эксплуатацию.

При вращении насадка происходит выравнивание температурных условий работы устройства. Происходит равномерное обращение к потоку насадка всех его сторон, что .увеличивает срок службы устройства.

Охладитель, вытекающий из отверстий на боковой поверхности, организует дополнительные охлаждения устройства, это также облегчает его работу и увеличивает срок его службы.

Вытекающий из кольцевой щели!охла-. дитель смешивается с продуктами отсо-. са йограничного слоя, охлаждает их, что в свою очередь охлаждает внешнюю стенку канала отбора проб и позволяет аддерживать сверхзвуковую скорость ранспортировки пробы к время-пролетому масс-споктрометру и увеличивает скорость производства анализов.

1006965

Фю2

Составитель Л.Нечипоренко

Редактор О.Половка Техред М,Коштура

Корректор.Г.Orap

Заказ 2127/65 Тира1к 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП . Патент r. Ужгород,:ул. Проектная, 4