Осреднитель давления
Иллюстрации
Реферат
ОСРЕДНИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержгидий систему камер, сообщенных через краны с приемниками давлений и соединенных между собой каналами через вентили, отличающийся тем, что, с целью пов111ыения точности осреднения полного давления, в нем выполнены в виде трубок U -образных заполненных жидкостью сосудов , одна из трубок каг-одого и -образного сосула выполнена в виде ча1жи и сообщ.на с приег ником статического давления, другая трубка сообщена с приемником полного давления, установленным в том же месте, что И приемник статического давления, и выполнена в виде прюфилированного канггла, основание которого совпадает с уровнем жидкости в.чашке, а его площадь поперечного сечения связана с длиной канала соотно1иением где F площадь поперечного сечения, профилированного канала, i - постоянный коэффициент; Е длина канала от его основа (Л ния: ППП ) в - постоянный коэффициент, опреCZ деляемый заданной погрешностью осреднения. ел |) 4;: ел ч
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19 ,SU„„, 3(Я) 4 01 L 19 00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
1-М
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY CBHPETEflbCTBV где F площадь поперечного сечения, профилированного канала, постоянный коэффициент; Ро длина канала от его основания ъ постоянный коэффициент, опре деляемый заданной погрешностью осреднения.
21} 3425722/18-10
° °
22) 20.04,82. (46) 07.12.83. Бюл.945 (72) К.К.Климовский и Н.Ф. Пешехонов (53) 531,787(088.8) (56) 1. Петунин А.Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М., "Машиностроение", с.25, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
М 126671, кл.: G 06 6 5/00, 1959 (прототип) . (54 ) (57 ) ОСРЕДНИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий систему камер, сообщенных через краны с приемниками давлений и соединенных между собой каналами через вентили, отличающийся тем, что, с целью повышения точности осреднения полного давления, в нем камеры выполнены в виде трубок U -o6разных заполненных жидкостью сосудов, одна из трубок каждого 0 --образного сосуда выполнена в виде чашки и сообщ н:. с приемником статического давления, другая трубка сообщена с приемником полного давления, установленным в том же месте, что и приемник статического давления, н выполнена в виде профилированнаго канала, основание которого совпадает с уровнем жидкости в чашке, а его площадь поперечного сечения связана с длиной канала соотношением
1059457
Изобретение относится к измерительной техникег применяемой при стендовых испытакйях турбомалин, в частнос» ти, компрессоров.
При исследовании работы турбомашин или течения газа в каналах при снеравномерном распределении параметров потока по сечению проточной части пользуются средними значениями полного давления.
Известно устройство для осредне- р ния полного давления за рабочим колесом турбомашины в виде неподвияного зонда, который устанавливают в осевом зазоре между колесом и направляющими аппаратом ступени и соединяют с пневмометрическим прибором (манометром) . Такой зонд автоматически осредняет полное давление по времени, полная величина полного давления измеряется прибором (манометром),yp присоединенным к зонду (1) .
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является осреднитель давления, содержащий систему камер, сообщенных через краны с приемниками давлений и соединенных между собой каналами через вентили, причем каглеры одинакОвого объема. Осреднитель позволяет получить среднеарифметическую величину давления $2) .
Недостатки указанных устройств (зонда и осреднителя) заключаются в ограниченности их применения, состоящей в том, что средние величины полных давлений, получаемые с помо,щью этих устройств,во многих случаях оказываются непригодными для дальнейшего их использования. Они не годятся, например когда нужно 40 оценить эффективность работы лопаточного венца турбомашины или определить энергетический потенциал (работоспособность) потока газа, используемого в каком-либо агрегате, и т.д. 45
Для этого нужно знать среднезнергетическое значение полного давления (Р, которое, KGK известно существенно отличается от указанных средних значений. чтобы найти его произ- 5р водят измерения дискретных значений этого параметра во многих точках сечения проточной части и по результатам измерений вычисляют. среднеэнергетическую величину полного давления.
Большое число измерений и вычислений неизбежно связано со многими погрешностями в определении искомой величины.
Для устранения укаэанных недостат- 6О ков предлагается устройство, осредняюцее полное давление по энергии.
Цель изобретения — повышение точности осреднения (определения) полног го давления. 65
Указанная цель достигается тем, что в осреднителе давления, содержащем систему камер, сообщенных через краны с приемниками давлений и соединенных между собой каналами через вентили, камеры выполнены в виде трубок U -образных заполненных жидкостью сосудов, одна из трубок каждого
0""образного сосуда выполнена в виде чашки и сообщена с приемником статического давления, другая трубка сообщена с приемником полного давления, установленным в том we месте, что и приемник статического давления, и выполнена в виде профилировакного канала, основание которого совпадает с уровнем жидкости в чашке, а его площадь поперечного сечения связана с дпикой канала соотношением
A (Г ° a где F — площадь поперечного сечения профилированного какала, постоянный коэффициент, — длина канала вниз от его основания
 — постоянный коэффициент, определяемый заданной погрешкос-г тью осреднения.
На чертеже изображена схема предлагаемого осреднителя.
Устройство состоит из ц -образных. заполненных жидкостью сосудов
1, число которых равно числу точек, взятых для осредкекия полного давления в выбранногл сечении газового тракта. Одна из трубок 2 каждого сосуда
1 содержит резервуар 3 в виде чашки с большой площадью поперечного сечения, которая выбрана так, чтобы при изменении перепада давления на сосуде 1 уровень жидкости в резервуаре
3 практически не менялся (менялся пренебрежимо мало), а другая трубка
4 соединена с аналогичной трубкой соседнего сосуда (посредством передаточного, весьма малого, объема канала 5 с краном (зажимом) 6 и выполнена в виде профилироваккого канала. К резервуару 3 трубки 2 присоединен посредством канала 7 (весьма
Малого объема) с краном 8 приемник
9 статического давления, установленный в данном месте сечения газово-, го тракта. К трубке 4 присоединен посредством канала 10 с краном 11 приемник 12 полного давления, установленный в том же месте сечения газового тракта, что и приемник
9 статического давления. Жидкость заливается в сосуд 1 так, чтобы ее уровень в трубке 4 доходил до верхнего среза этой трубки.
Принцип действия, основанный на определенном законе изменения сечения каналов трубок 4 манометров 1
1059457!
-30
Составитель A. Соколовский
Редактор Ю. Середа Техред М. Костик Корректор О.Билак
Заказ 9820/47 Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вдоль осей этих трубок заключается в следующем.
К резервуарам 3 трубок 2 от приемников 9 статического давления по каналам 7 (прн открытых кранах 8) подводится статическое давление P. 5
Иэ тех же мест (точек1 сечения га-. зового тракта к трубкам 4 от приемников 12 полного давления по каналам 10 (при открытых кранах 11 и закрытых кранах 6) подводится полное давление P . При этом в каждой трубке 4 жидкость опускается на высоту и, соответствующую разности между полным Р< и статическим Р давлениями и однозначно определяющую скорость потока в данном месте сечения газового тракта. После этого сосуды 1 разобщаются кранами
8 и 11 с проточной частью, а их трубки 4 сообщаются между собой посредством каналов 5, в которых открываются краны 6. При этом в общем объеме, равном суммарному. объему трубок 4, образуется смесь порций газов, находящихся в трубках 4 раз-. ных сосудов 1, имеющая давление Р
СМ равное искомому полному давлению
Р з (осредненному по энергии) . Величина этого давления измеряется в любом из сосудов 1 по разности с ? уровней жидкости в резервуаре
3 и в трубке 4. Эта разность одинакова во всех сосудах 1, На практике при определении среднеэнергетического полного давления расчетным путем по дискрет- 35 ным значениям, измеренным в различных точках сечения проточной части, расположенных в середине равновеликих по площади его участков, пользуются выражением о ро1С4Ф Р 2C2iÄÄ i Ропсп (1 ) осрз
Если взять rl изолированных камер 45 с различнымн объемами /„, \/
V< и к каждой из них подвести соот- ветственно давления Ро, Po<,... Ро„ и затем сообщить камеры между собой предварительно разобщив их с про- 50 точной частью, то в суммарном объеме этих камер образуется смесь порций газа, находящихся в камерах, с давлением P,,которое по закону
Дальтона определяется выражением
РоА PoeV
Pea=
"1 Чу „,. + Vn (2 )
Если принять условие P =Рсц, то получается, что объемы камер пропорциональны (численно равны) соответствующим скоростям потока
Ч -С,Vg Cg >„°, Vy- С ? ц
М ФЧ14„„+Чь-с14С2Ф ",ФCh °
Как известно С=Ао % где Ь вЂ” манометрический перепад; Ao — постоянный коэффициент пропорциональности. Поэтому
Ч = Ао (Ь,; Ч = Aой,",Чм = Аа 1" и .
Для удовлетворения этим условиям использованы трубки 0 -образных сосудов в качестве камер осреднителя.
Кожно показать, что последним соотношением будет удовлетворять условие о А
Q8u F= — q
24й где F — площадь поперечного сечения профилированного канала трубки 4, Aпостояиный коэффициент.
Нетрудно увидеть, что П вЂ” раз-, ность уровней жидкости в манометре одновременно является и текущей длиной 6 участка канала трубки 4, свободного от жидкости.
Ввиду того, что при 3- 0 F ñõ, вводится постоянный коэффициент В, определяемый допустимой погрешностью осреднения. Тогда
А
Fю — °
У+В
Вследствие автоматичности действия устройство сокращает время испытаний и уменьшает количество потребляемой энергии, так как при этом увеличивается информативность эксперимента в единицу времени, то повьыается производительность труда. Кроме того, повышение точности определения среднеэнергетического полного давления позволяет рассчитывать многоступенчатые компреосрры с большей достоверностью, что повышает их КПД, т.е. улучшает показатель качества.