Способ определения коэффициента гидродинамического сопротивления тела при кавитации

Способ определения коэффициента гидродинамического сопротивления тела при кавитации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пи 544883

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоветскиХ

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.11.75 (21) 2194214/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.77. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 22.03.77 (51) М. Кч G 01М 10/00

Государственный комитет

Совета Имнистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 532.5(088.8) (72) Авторы изобретения

А. К. Казеннов, В. П. Карликов, A. Н. Хомяков, Ф. Н. Чернявский и Г, И. Шоломович

Научно-исследовательский институт механики

Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛА

ПРИ КАВИТАЦИИ

Предлагаемый способ относится к области гидродинамических исследований в кавптацпонных потоках, в частности, к способам определения коэффициента гидродинамического сопротивления.

Известны способы определения коэффициента гидродинампческого сопротивления тел путем проведения силовых измерений с применением динамометров (11.

Недостатком такого способа является необхо, IHìîñòü применения сложных динамометрических устройств, обладающих большой чувствительностью к температуре, влажности, и требующих сложной вторичной аппаратуры.

Наиболее близким Н3 известных является способ определения коэффициента гпдродинамического сопротивления тела при кавитации путем помещения его в гидродпнамическую трубу, подачи газа в образующуюся около исследуемого тела каверну и измерения давления на поверхности тела с последующей обработкой полученной эпюры давлений по поверхности (2).

Недостатком этого способа является необходимость иметь большое число точек измерения, что затруднительно при изучении моделей малых размеров.

Цель изобретения — упрощение измерений.

Это достигается тем, что в известном способе скорость потока в гидродинамической трубе доводят до величины, соответствующей числу Фруда от 25 до 100, подачу газа в каверну ведут до прекращения повышения давления в ней, а о величине коэффициента гид5 ро.".пнамического сопротивления судят по разности давлений в каверне Ii потоке.

На чертеже представлена схема измерений

iIo описываемому способу, где применены следующие обозначения: 1 — прозрачная из10 мерительная трубка, 2 — жидкость (например, вода), 3 — точка для измерения давления потока Р, 4 — модель, 5 — канал для измере. ния давления Р„ в каверне, 6 — каверна, 7— канал для питания испытуемой модели газом

15 (например, воздухом), V,, — скорость натекающего потока.

Способ основан на том факте, что при обтекании кавитпрующего тела в гидродинамической труое, имеющей рабочую часть с же20 сткпмli стенками, влияние этих стенок проявляется таким образом, что имеет место существование минимального числа кавитации о,,;„. BeëH÷HHà этого минимального числа кавптации прп осесимметричном кавитационном

25 оо-,еканин зависит от коэффициента гидродинамичсского сопротивления тела и относительного геометрического загромождения, т. е.

oTHoIiieHHH поперечных сечений тела и трубы, а также xapHI тер истинн пограничного слоя

ЗО Hа стенке труоы.

544883

F,:.—. - 2о, УД "о у 5ì

SMр

min %=min о хо

V1

40 у м

S p

Исследованиями установлено, что достаточная симметрия течения достигается при скоростях н атекающего потока, соответствующих числу Фруда, определенному по диаметру испытуемого тела не менее 25, т. е. где о — ускорение силы тяжести; ао — характерный, поперечный размер испытуемого тела.

При выбранных скоростях натекающего потока (т. е. при числе кавитации, равном О, и относительном загромождении трубы величина минимального числа оп,; кавитации связана с коэффициентом гидродинамического сопротивления C.,o тела формулой где cp — постоянный для данной трубы коэффициент, определяемый экспериментально путем испытания эталонной модели, имеющей известное значение C,о, P — Р„

nlin уо

2 минимальное значение числа кавитации; относительное загромождение трубы; S„— площадь миделевого сечения испытуемого тела; S„„„— площадь поперечного сечения рабочей части труоы.

Предлагаемый способ заключается в следующем. Сначала устанавливают в гидродинамической трубе требуемую скорость натеэ

1О

2О

25 кающсго потока. Нижний предел значения этой скорости соответствует наступлению осевой симметрии потока за телом, когда незначительное всплытие кавитационной полости пе влияет на получаемые гидродинамические характеристики. Определяется это состояние числом Фруда (по диаметру тела): оно долж»о быть не менее 25. Далее увеличивают подачу газа по каналу 7 в кавитационную полость и наблюдают за изменением давления

P„. в ней (например., по положению меписка жидкости в прозрачной измерительной трубке 1). После того, как давление P„,- перестает расти (становится неизменным) производят отсчет параметров потока V, Р„, P и по описанным выше формулам определяют коэффициент гидродинампческого сопротивления тела.

Знание С,-о и числа кавитации о позволяет определить значение коэффициента гидродипамического сопротивления тела по известной формуле С,. С.,-о(1+о).

Описываемый способ более надежен, проще в осуществлении, содержит незначительное количество операций, а также допускает возможность автоматизации процесса определения коэффициента гидродпнамического сопротивления тел.

Формула изооретения

Способ определения коэффициента гидродинамического сопротивления тела при кавитацип путем помещения его в гидродинамическую трубу, подачи газа в образующуюся около исследуемого тела каверну и измерения давления на поверхности тела, о т л и ч аю щ н и с я тем, что, с целью упрощения измерений, скорость потока в гидродинамической трубе доводят до величины, соответствующей числу Фруда от 25 до 100, подачу газа в каверну ведут до прекращения повышения давления в ней, а о вели пше коэффициента гпдрод|шамического сопротивления судят по разности давлений в каверне и потоке.

Составитель Ю. Лямин

Редактор Г. Кузьмина Текред Л. Гладкова Корректоры: Л. Денискина и 3. Тарасова

Заказ 430))2 Изд. Х 192 Тираж 1054 Подписвос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений il открытий

113035, Москва, )К-35, Раугиская иао., д. 4j5

Типография, ир. Сапунова, 2