Устройство для измерения гидродинамических и тепловых параметров

Устройство для измерения гидродинамических и тепловых параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к исследованиям гидродинамических и тепловых процессов при взаимодействии одиночных и блоков плоских струй с преградой, в частности к устройствам для исследования теплообмена и гидродинамики при натекании струйных потоков на преграду. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции. Установка содержит газодувку, нагревательную камеру, ресивер, сменные приточные и отсасывающие сопла, межсопловую камеру, рабочую модель, координатно-поворотный стол, опорную плиту и раму. Установка выполнена компактно на единой раме с возможностью переноса, что позволяет использовать для исследования процессов теплообмена интерферометр Маха-Цандера, сопла установлены на кронштейнах с пазами с возможностью возвратно-поступательного движения, а соединение сопл перегородками в виде шторок из воздухонепроницаемой ткани позволяет варьировать геометрическими параметрами струйной системы, причем выполнение стенок рабочей зоны съемными позволяет исследовать струйные системы с различными способами отвода теплоносителя (открытые и закрытые). 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4455265/31-10 (22) 05. 06. 88 (46) 07. 10. 90. Бюл. К 37 (71) Московский институт химического машиностроения (72) К. А. Кушнарев, К. Н. Агафонов, Б. Н. Юдаев, Н. Н. Носов и М, Г. Силаева (53) 536. 6 (088.8) (56) Дыбан Е. П.,Мазур А. И. Конвективный теплообмен при струйном обтекании.. — Киев, НД, 1982, с. 237, рис. 91.

Юдаев Б. Н. и др. Экспериментальное исследование теплообмена при натекании турбулентных струй на преграды.М., Изв. ВУЗов, М - 11, 1971, изд. МВТУ, с. 82. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к исследованиям гидродинамических и тепловых процессов при взаимодействии одиночных и блоков плоских струй с преградой, в частности к устройствам для

Изобретение относится к техническ=й физике, в частности к устройствам для исследования теплообмена и гидродинамики при натекании струйных потоков на преграду.

Цель изобретения — повышение точности в широком диапазоне измеряемых параметров.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на ,фиг. 1.

„„Я0„„1597706 А 1 (g1)g G 01 N 25/00

2 исследования теплообмена и гидродинамики при натекании струйных потоков на преграду. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции. Установка содержит газодувку, нагревательную камеру, ресивер, сменные приточные и отсасывающие сопла, межсопловую камеру, рабочую модель, координатно-поворотный стол, опорную плиту и раму. Установка выполнена компактно на единой раме с воэможностью переноса, что позволяет использовать для исследования процессов теплообмена интерферометр

Маха-Цандера, сопла установлены на кронштейнах с пазами с возможностью д возвратно-поступательного движения, а соединение сопл перегородками в виде шторок иэ воздухонепроницаемой ткани позволяет варьировать геометрическими С, параметрами струйной системы, причем выполнение стенок рабочей зоны съем- 2 ными позволяет исследовать струйные системы с различными способами отвода теплоносителя (открытые и закры.тые). 2 ил.

Устройство для измерений гидродинамических и тепловых параметров при взаимодействии одиночных и блоков плоских струй с преградой содержит газодувку 1, нагревательную камеру 2, ресивер 3, сменные приточные сопла 4, в поперечном сечении имеющие профиль равнобедренной трапеции, сменные отсасывающие сопла 5, межсопловую камеру 6, отсасывающую гаэодувку 7, рабочую модель 8, координатно-поворотный

1597706 стол 9, опорную плиту 10 и раму 11.

На раме закреплен ресивер, верхняя часть которого выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, к верхней части ресивера крепит я нагревательная камера, представляющая собой короб с установленными в ней

Р электрическими нагревателями, а к верхней части короба крепится малога" 10 баритная гаэодувка, например, типа ДВ-1КМ. В прямоугольной части ресивера размещены спрямляющие ячейки 12, .рассекатель 13, на боковой поверхности ресивера размещены штуцера 14 для 15 отбора давления и ввода термопары 15.

В нижней части установлены направляющие 16 для крепления приточных сопел

4. с возможностью возвратно-поступательного движения и расположения от 20 одного до трех сопел. Перегородка 17 между соплами 4 выполнена в виде шторок из воздухонепроницаемой ткани, что позволяет устанавливать различные; расстояния между соплами. 25

На нижней части межсопловой камеры расположены направляющие 18 для крепления отсасывающих сопел 5 с возможностью возвратно-поступательного дви- 10 жения и расположения от двух до четырех сопел, причем боковые стенки отсасывающих сопел выполнены с ребрами, которые позволяют устанавливать их на различной высоте относительно приточных сопел 4. Перегородка 19 между соп лами 4 и 5 выполнена также в виде шторок из воздухонепроницаемой ткани, которая краями закреплена на пластинках, плотно прилегающих к соплам, что поз- 40 воляет устанавливать различные расстояния между соплами. К боковой стенке межсопловой камеры крепится отсасывающая газодувка 7, которая в зависимо.сти от эксперимента может быть отключена или снята и воздух самотеком выходит в окружающее пространство.

При исследовании закрытой системы струй все четыре стороны рабочей зоны

20 ограждены стенками 21 из прозрачно-50 го материала, две из которых, параллельные линии растекания струй, съемные, при исследовании открытой системы струй одна или обе стенки снимаются.

На боковых несъемных стенках рабочей камеры закреплены кольца 22 для. стыковки с интерферометром Маха-Цандера 23. К раме в области рабочей зоны крепится координатное устройство

24 с трубками 25 полного напора для замера давления, термоанемометром 26 для измерения скоростей и пульсаций и термопарой 27. Координатное устройство позволяет перемещать зонды в трех направлениях и фиксировать в заданном положении. В зависимости от целей исследования на координатно-поворотном столе устанавливается рабочая модель (гидродинамическая или тепловая). Координатно-поворотный стол имеет возможность перемещать модель в вертикальном направлении с помощью шагового двигателя и изменять угол на" клона модели по отношению к набегающим струям ручной регулировкой.

Рабочая модель для исследования гидродинамики представляет собой плос= кую пластину с дренажными отверстиями для отбора давления, а для исследования тепловых параметров использована медная пластина с электрическим нагревателем, установленная в текстолитовом корпусе с теплоизоляцией. Координатно-поворотный стол и рама крепятся к опорной плите 10, которая уста- / навливается строго горизонтально с помощью винтов 28. Измерение давления осуществляется микроманометрами 29 и 30.

Устройство работает следующим образом. .Перед включением устройства устанавливается исследуемое количество приточных сопел и отсасывающих в количестве от двух до четырех, выставляется расстояние между соплами. Устройство при работе в режиме закрытой системы струй закрыто стенками со всех сторон рабочей зоны из прозрачного материала. При исследовании открытой системы струй одна или обе стенки снимаются. Далее на координатно-поворотном столе закрепляется исследуемая модель. Путем плавного смещения шаговым двигателем модель устанавливается на заданном расстоянии от сопел, затем ее поворачивают на определенный угол наклона и фиксируют. Окружающий воздух засасывается газодувкой и под давлением через нагревательную камеру поступает в ресивер, проходит спрямляющие ячейки и рассекатель, служащие для спрямления и сглаживания потока. Расход воздуха через газодувку можно регулировать, а контроль его осуществляют путем измерения. давления в ресивере и темпе1597706 ратуры. Нагрев в камере регулируется о от 60 С и более. Иэ ресивера через приточное плоское сопло или блок сопел теплоноситель — воздух поступает в рабочую зону на модель (преграда).

Отработанный теплоноситель через систему отсасывающих сопел и отсасывающую газодувку эвакуируется наружу.

При изучении открытой системы струй отработанный теплоноситель поступает в одну иэ боковых сторон от модели (преграды).

Измерение гидродинамических параметров. в плоских струях при взаимодействии с преградой и в пристенном пограничном слое осуществляется датчиками термоанемометра или трубкой полного напора. Сигнал с датчика поступает на измерительную схему. С помощью гидродинамической модели замеряется распределение статического давления преграды при различных скоростях на срезе сопла, в нескольких точках 25 от среза сопла до преграды. Устройство достаточно компактно (общие габариты 0,5хО 2х1 0 м), позволяет проводить исследования гидродинамических и тепловых параметров при различных 30 рабочих моделях, различных расстояниях от среза сопла до преграды, открытых и закрытых струйных систем с различным количеством сопел.и шагом между ними, различных скоростях и темпе- З5 ратурах теплоносителя и теплоотдающей поверхности.

Устройство позволяет решить вопрос теплотехнической оценки .конструктивного исполнения системы воздухоподачи для "ударной" сушки различных материалов или сушки и студенения фотослоев и разработать оптимальные конструкции сопловых систем.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения гидродинамических и тепловых параметров при взаимодействии плоских струй с преградой, содержащее гаэодувку, соединенную с нагревательной камерой, размещенные в корпусе ресивер с "рассекателем, установленную на координатно-поворотном столе рабочую модель, над которой размещены датчики измеряемых параметров, соединенных со схемой измерения, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне измеряемых параметров, в него введены межсопловая камера, расположенная нод ресивером над рабочей моделью и снабженная приточными и отсасывающими соплами, направляющими, на которых установлены сопла с воэможностью возврат1 но-поступательного перемещения вдоль них, и шторками, соединяющими сопла между собой, отсасывающая газодувка, соединенная с межсопловой камерой, и рама, на которой закреплены ресивер, межсопловая камера и координатно-поворотный стол.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем; что наружные поверхности отсасывающих сопел снабжены ребрами.

159770б

lg 10

Фиг, 1

Составитель В. Гусева

".Редактор А. Н1андор Техред Л,Олийнык Корректор С Шекмар

Заказ 3048 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101