Система газообеспечения, отсоса газа и регенерации холода криогенной аэродинамической трубы

Система газообеспечения, отсоса газа и регенерации холода криогенной аэродинамической трубы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА ГАЗООБЕСПЕЧЕНИЯ, ОТСОСА ГАЗА И РЕГЕНЕРАЦИИ ХОЛОДА КРИОГЕННОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ включающая регенераторы холода, компрессор системы отсоса, газгольдеры , нагнетательные трубопроводы. соединенные с газгольдерами, и всасывающие трубопроводы, соединенные с камерой отсоса газа из рабочей части и с кольцевой камерой обратного канала трубы через регенераторы , отличающая.ся тем, что, с целью расширения диапазона чисел Рейнольдса и повышения экономичности аэродинамической трубы, она снабжена дополнительным теплообменником , установленным на выходе компрессора системы отсоса, при этом посредством всасывающих трубопроводов рабочая часть и кольцевая камера обратного канала трубы соединены с атмосферой , а посредством нагнетательных трубопроводов кольцевая камера (Л соединена через регенераторы с теплообменником о

„„SU„„845567

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (gy)g G 01 M 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СИСТЕМА ГАЗООБЕСПЕЧЕНПЯ1

ОТСОСА ГАЗА И РЕГЕНЕРАЦИИ ХОЛОДА

КРИОГЕННОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ включающая регенераторы холода, компрессор системы отсоса, газгольдеры, нагнетательные трубопроводы, (21) 2822225/23 (22) 01.10 ° 79 (46) 15.08.91. Бюл. Р 30 (72) А.Л. Искра, В.П. Мерлис и А.П. Филатов (53) 533.6.071 {088.8) (56) Мачехина Г.Н., Пасова 3.Г.

"Гиперзвуковые рабочие части аэродинамических труб", Обзор В 449, ОНТИ, ЦАГИ, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 552839, кл. G 01 M 9/00, 1976.

Изобретение относится к области экспериментальной техники и может быть использовано при исследованиях в криогенных аэродинамических трубах.

Известна система отсоса газа транс. звуковых аэродинамических труб, которая содержит компрессор, нагнетательный трубопровод, соединенный с каналом трубы и всасывающий трубопровод, связанный с камерой отсоса газа из рабочей части.

Газ в такой системе отсасывается из рабочей части трубы с помощью компрессора и сжимается до величины давления в канале трубы, например в диффузоре за рабочей частью после чего его впускают в канал трубы. соединенные с газгольдерами, и всасывающие трубопроводы, соединенные с камерой отсоса -газа из рабочей части и с кольцевой камерой обратного канала трубы через регенератоI ры,отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона чисел Рейнольдса и повышения эконо- мичности аэродинамической трубы, она снабжена дополнительным теплообменником, установленным на выходе компрессора системы отсоса, при этом посредством всасывающих трубопроводов рабочая часть и кольцевая камера обратного канала трубы соединены с атмосферой, а посредством нагнетательных трубопроводов кольцевая камера соединена через регенераторы с теплообменником.

Однако такая система является не экономичной, так как при сжатии газ должен охлаждаться до криогенной температуры, на что требуется большое количество дорогостоящего .жидкого азота.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае мому .эффекту является система газообеспечения, отсоса газа и регенерация.холода криогенной аэродинамической трубы, включающая регенераторы солода, компрессор системы отсоса, газгольдеры нагнетательные трубопроводы, соединенные с газгольдерами, и всасывающие трубопроводы, соединенные с камерой отсоса газа из

845567 рабочей части и с кольцевой камерой обратного канала трубы через регенераторы.

Воздух из рабочей части трубы через всасывающие трубопроводы

5 отсасывается компрессором системы отсоса, проходя через регенератор, нагревается до температуры Т 300 К и после сжатия в компрессоре выбрасы- 10 вается в атмосферу. Из обратного канала трубы воздух через .регенератор выбрасывается в атмосферу без комн-; рессора вследствие избыточного давления. Такое же количество газа одновременно из газгольдеров через нагнетательные трубопроводы подводится к другому регенератору, предварительно охлажденному, охлаждается в нем до криогенной температуры a payee 20 через эжектор впускается в канал трубы.

Недостатком известной системы является узкий диапазон изменения числа Рейнольдса вследствие того, что рабочим газом является воздух (это ограничивает- диапазон чисел Рей-нольдса сверху), а давление в форка. мере трубы не может быть ниже P м1,2 ата (это ограничивает диапазон чисел Рейнольдса снизу). Например, в рабочей части 2,25 м12,25 мм при характерной длине модели L = 0,225 м числа Reg могут изменяться в диапазоне Reg = (20-76) 106 (Ро = 1,2— 6 ата) . Кроме этого, криогенная труба с известной системой газообеспечения, отсоса .газа и регенерации холода неэкономична из-за большого расхода сжатого воздуха из газгольдеров.

Целью настоящего изобретения является расширение диапазона чисел Рейнольдса и повышение экономичности аэродинамической трубы.

Поставленная цель достигается тем, что система газообеспечения, отсоса газа и регенерации -холода криогенной аэродинамической трубы, включающая регенераторы -холода, компрессор систе— мы отсоса, газгольдеры, нагнетательные трубопроводы соединенные с газгольдерами, и всасывающие трубопроводы, соединенные с камерой отсоса газа из рабочей части и с кольцевой каиерой обратного канала трубы через ре.->5

О генераторы, снабжена дополнительным теплообменником, установленным на выходе компрессора системы отсоса, при этом посредством всасывающих трубопроводов рабочая часть и кольцевая. камера обратного канала трубы соединены с атмосферой» а посредством нагнетательных трубопроводов кольцевая камера через регенераторы соединена с теплообменником.

На чертеже дана схема системы .газообеспечения, отсоса газа и регенерации .холода криогенной аэродинамической трубы.

Система содержит коипрессор 1, сообщенный всасывающими трубопроводами

2 с камерой отсоса -газа из рабочей части 3 и с кольцевой камерой 4 обратного канала трубы непосредственно и через регенераторы 5, и соединенный нагнетательными трубопроводами

6 через теплообменник 7 с кольцевой камерой 4 непосредственно, а также через регенераторы 5. Всасывающие трубопроводы 2 соединены с атмосферой через шахту шумоглушения 8 посредством трубопровода 9, а нагнетательные трубопроводы 6 соединены нс выходе теплообменника 7 с газгольдерами и с атмосферой через шахту шумоглушения 8 посредством трубопроводов

10 и 11. Всасывающие 2 и нагнетательные 6 трубопроводы снабжены задвижными 12 для переключения потоков .газа по разным трубопроводам.

Система работает следующим образом.

В случае работы аэродинамической

/ .трубы при постоянных давлении и температуре в рабочей части 3 компрессор

1 отсасывает газ из рабочей части 3 г через всасывающие трубопроводы 2 и один регенератор 5 и нагнетает -газ в кольцевую камеру 4 обратного канала трубы через нагнетательные трубопроводы 6, теплообмвнник 7 и другой рвге нератор 5. При -этом отсасывающий газ отдает холод в первом регенераторе

5 и, пройдя через компрессор 1 и теплообменник 7, охлаждается во втором рвгенераторе 5 до температуры

Т 100 К и затем постутиет в обратный канал трубы. Прямой и обратный потоки газа через каждый регенератор

5 периодически меняются с -номощью задвижек 12 на входе и выходе регенераторов 5 так чтобы температура газа на выходе из .рвгенераторов 5 изменялась в небольших допустимых .преде« лах е, Для компенсации потерь холода при работе трубы в обратный канал впрыски-, 5 84556 вают лщцкий азот (N ). Количество газа, равное расходу .жидкого азота, сбрасывают в атмосферу через трубопровод 9 из всасывающих трубопрово" дов 2 при давлении леред компрессо5 ром 1 выше атмосферного или через трубопровод 11 из нагнетательных трубопроводов 6 лри давлении перед компрессором 1 ниже атмосферного.

При переходном режиме для увеличения давления в канале трубы .прекращают сброс газа в атмосферу, не прекращая впрыск жидкого азота. Для.ускорения процесса в трубу по трубопроводу 10 через регенераторы 5 подают воздух из газгольдеров.

При переходном режиме для увеличения температуры рабочего -газа прекращают впрыск в канал трубы жидкого 20 азота, отсасывают газ иэ рабочей части 3, минуя регенераторы 5, и подают

его в камеру 4 из системы отсоса, не

v охлаждая в теплообменнике 7 и не rtyo пуская через регенераторы 5. Для ус- 25 корения процесса в трубу подают воз. дух из газгольдеров через трубопровод 10.

При понижении давления и вакуумироваиии канала трубы при проведении

7 6 в трубе эксперимента рабочий газ сбрасывают в атмосферу иэ обратного канала трубы через кольцевую камеру

4, регенераторы 5» всасывающие трубопроводы 2, компрессор 1, теплообменник 7, нагнетательные трубопроводы

6 и 11 и шахту шумоглушения Ф.

Наличие в системе газообеспечения отсоса газа и регенерации холода дополнительного теплообменника на выходе иэ компрессора системы отсоса дает возможность выполнить систему отсоса замкнутой и, вследствие этого, испольэовать в качестве рабочего газа азот, температура конденсации ко- . торого ниже, чем у воздуха и рабо--.. тать с давлением в форкамере трубы. меньше атмосферного, что позволяет расширить диапазон чисел Рейнольдса.

Например, в криогенной трубе с сечением рабочей части 2,25 м 2,25 м при характерной длине модели самолета

Ь = 0,225 м числа Ке могут изменятьт ., ея в диапазоне Re a (8-85) ° 10 (Р < 0,4-6 ата). Кроме этого, на ста ционарном режиме труба может работать беэ расходования сжатого воздуха из газгольдеров, поэтому .экономичность трубы повышается примерно в 2,6 раза.

8455б7

Иг ггогилъРероl

Редактор Е. Гирииская Техред А. Кравчук КорректоР С, Цекмар

Заказ 3437 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при .ГКНТ СССР

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

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