Способ определения погрешности пневмометрических зондов при измерении пульсирующего давления

Способ определения погрешности пневмометрических зондов при измерении пульсирующего давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕЛЕЛЕНИЯ 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 составлякнцие погрешности измерения давления на угол натекания и на несимметрию сопротивлений гидравли- S ческого тракта, а погрешность (Л определяют как их сумму.

(19! (1() . СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИК

223 А (51) 4 С 01 L 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3750967/24-.10 (22) 07.06.84 (46) 07.11.85 Бюл. Р 41

-(71) Производственное объединение турбостроения "Ленинградский металлический завод" (72) Б.Н.Агафонов и А.С.Ласкин (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 375505, кл. G 01 L 27/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

В 211844, кл. С 01 L 23/20, 1968. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШ-

НОСТИ ПНЕВМОМЕТРИЧЕСКИХ ЗОНДОВ ПРИ

ИЗМЕРЕНИИ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ, включающий установку зонда в поток, создание различных углов натекання 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 пневмосопротив ление и составляющие погрешности измерения давления на угол натекания и на неснмметрию сопротивлений гидравлн" . Е ческого тракта, а общую погрешность определяют как их сумму.

1190223 2 кого зонда 1 ламинарный практически при любой амплитуде пульсации давления, задаваемые значения амплитуды пульсации выбирают из неравенства

p p p и Р < Р. Гндропоршень 9, 1 сдавливая воздух в надпоршневом пространстве, создает давление Р > Р, которое фиксируется манбметром 6.

В этом случае воздух из надпорш16 невого пространства вытесняется че.рез измерительную линию 2 и тракт пневмометрическаго зонда 1 навстречу потоку воздуха с постоянной скоростью и давлением P. При этом напор воды в а 15 подводящей магистрали соответствует установившемуся режиму системы: ра, бочая камера 7, измерительная линия 2, а пневмометрический зонд 1 и поток воздуха с давлением P.

26 Измеряют хронометром время заполи- кения камеры 7 рабочей жидкостью и с- термометром 10 температуру воздуха в ней и определяют сопротивление гидравлического тракта, вычисляют

2S скорость заполнения рабочей камеры 7 жидкостью:

С=9

Изобретение относится к исследованию периодически пульсирующих потоков, преимущественно проточной части турбомашин.

Цель изобретения — снижение трудо емкости определения погрешности за счет обеспечения возможности раздельного измерения погрешности от несимметрии сопротивлений гидравлического тракта и от различных углов натекания .

На фиг. 1 представлена схема уста новки, реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2 - зависимость пока заний пневмометрического зонда от угл натекания; на фиг. 3 — зависимость изменения угла натекания потока на пненмометрический зонд от времени; н фиг. 4 — зависимость изменения давле ния потока от времени.

Пневмометрический зонд i с иэмер тельной линией 2 устанавливают непо редственно в поток воздуха с постоянной скоростью и давлением Р ., Воздух подается от компрессора в аэродинамическую трубу 3 через сопло 4, Пол ное давление этого потока воздуха измеряется датчиком 5. Измерение давления потока воздуха пневмометрическим зондом 1 с измерительной лини- « 6 ей 2 проводят при различных углах натекания его на этот зонд, для чего пневмометрический зонд 1 поворачивают в плоскости измерения и получают зависимость показаний пневмометрического зонда 1 от угла натекания (фиг. 2).

Величину давления потока воздуха, измеряемую пневмометрическим зондом, регистрируют монометром 6.

46

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

Моделирование пульсирующего потока происходит следующим образом.

Поток воздуха с постоянным давлением Р, проходя через тракт. пневмометрического зонда 1 и измерительную линию 2, поступает в рабочую камеру 7 °

При открытии вентиля 8 в рабочую камеру 7 поступает жидкость, которая Я образует гидропоршень 9. Поскольку известно, что режим течения в гид- . равлическом тракте пневмометричесгде h — - высота рабочей камеры, при которой устанавливается давление Р;

t — syeMs заполнения камеры, Рассчитывают расход воздуха, вытекающего из рабочей камеры 7:

Ск =С ° 8 р где С вЂ” скорость заполнения камеры

7 жидкостью;

S — площадь гидропоршня;

P — плотность воздуха;

Исходя из уравнения неразрывности

G g = С, где G — расход - воздуха, истекающего из приемного отверстия пневмометрического зонда 1.

Далее определяют скорость потока возд>ха, истекающего из пневмометрического зонда 1:

Gg

C = — — —, F У где F - площадь сечения приемного отверстия пневмометрического зонда 1; — плотность воздуха, истекающего из пневмометрического зонда 1;

223

h P

С где

Р (ь )= я Р (), з 1190 где Р— задаваемое давление воздуха

1 в рабочей камере 7;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура воздуха в рабочей камере 7 ° S

После этого находят коэффициент сопротивления гидравлического тракта пневмометрического зонда 1 с измерительной линией 2 при амплитуде давления P > P: 10 где d P — разность давлений лР=Р -P

С вЂ” скорость потока воздуха, истекающего из пневмометрического зонда 1.

Для определения коэффициента сопротивления гидравлического тракта пневмометрического зонда 1 с изме20 рительной линией 2, при амплитуде давления Р (Р, закрывают вентиль 8 и открывают сливной вентиль 11, регулируют расход сливаемой воды до момента установления давления воздуха

25 в рабочей камере 7 Р (Р.

Измерения параметров и расчеты искомых величин проводятся аналогично приведенным, т.е. определяют коэффициент сопротивления гидравлического тракта пневмометрического зонда с измерительной линией 2 при прохождении через него потока воздуха в . прямом и обратном направлениях.

Далее. расчетным путем определяют З5 погрешность измерения, которая состоит из двух составляющих на угол натекания и на несимметрию сопротивлений гидравлического тракта пневмометрического зонда 1 с.измерительной ли- 40 нией 2.

Погрешность на угол натекания находятся следующим образом. — угол натекания потока на

Р зонд и /3 = f {("".)), определяют действительные значения давления в потоке в приемном отверстии зонда (фиг. 4) следующим образом.

Например, при фиксированном значении времени, (фиг. 3) определяют угол натекания потока на зонд h P, затем по графику (фиг. 2) определяют коэффициент Ч" и вычисляется давле)(1 % ние P = (1 P . Полученную завио о симость P о от времени С интегрируют за период пульсации и в результате получают погрешность, связанную с изменением угла натекания потока на зонд.

Составляющие погрешности на несимметрию сопротивлений гидравлического тракта пневмометрического зонда с измерительной линией рассчитывают, исходя из решения дифференциального уравнения .колебаний жидкости в трубе:

Р (".)+2ЬР ()+д Р (".)-Р (".) Р,(<.) — давление на выходе из измерительного тракта;

h — удельный коэффициент соп ротивления, h =P/2ðF;

Я вЂ” собственная частота колебаний потока без трения и где f — длина гидравлического тракта, v — объем гидравлического тракта; а — скорость звука, авление во, входном отверстии зонда

p(i) = dPp! оз "+Ф»

q =Р; /Р„=1(ф

Строят зависимость изменения угла натекания потока на пневмометрический зонд от времени (фиг. 3).

Используя зависимость, представленную на фиг. 2,. выраженную в виде

% где Р— давление, регистрируемое о, зондом, при нерасчетном угле натекания;

Pp — давление, регистрируемое зондом, при расчетном угле натекания; где (й — вынужденная частота колебаний; — фазовый сдвиг.

При колебаниях потока с трением собственная частота определяется по формуле а F (4iilP с о cP fy cP P r где 4. — кинематическая вязкость;

Ь, — удельный коэффициент сопротивления, учитывающий влияние концов и направления течения в трубке;!!90223

A — средний коэффициент, Ас (А!+Аг) 0,5 и ,!я

ГДЕ jll — - Кизг у нематическая вязкость, d - -диаметр трубки.

Решая дифференциальное уравнение, находят ! л гк

P(t,|=6,а сои Яот с +- — 6mQ с + ц от

<>ер

n„„.„

„4(М. р (г кк)e Zip+ g „) J

"асср 0 о ср

Условием склейки решений является равенство Р! (О) = P! (Т), где Т вЂ” период пульсации, которое достигается подбором Р>(0).

Полученная зависимость Р!() интегрируется с учетом различия сопротивлений гидравлического тракта.

В результате интегрирования получают среднее давление Р!, которое сравнивают со средним и получают !!! погрешность д P .

Суммарная погрешность определя- ется алгебраическим суммированием, так как dP! может иметь лубой знак — это зависит от конструкции д5 приемной части зонда, а d P имеет всегда отрицательный знак. Расчеты погрешностей д P осуществляются на ЭВМ.

1190223

Фиг, 4

Составитель А. Соколовский

Редактор Н. Бобкова Техред 3.Палий Корректор М. Максимишинец

Заказ 6970/44 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4