Устройство для моделирования вихревых течений в турбомашинах

1 11 48740 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических Республик) Приоритет Государственныи комитет Совета Министров СССР Опубликовано 05.10,75. БюллетеньДата опубликования описания 20.01.76 53) УДК 681.333(088,8) обретений по деламн отк тий 2) Авторы изобретения(1) Заявите енинградский институ ного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВИХРЕВЬ ТЕЧЕНИЙ В ТУРБОМАШИНАХИзобретение относится к аналоговой вычис. лительной технике и предназначено для изучения трехмерного потока в решетках лопаточных профилей турбомашин.Известно устройство, содержащее модель исследуемой области, подвижный контактный датчик, задающий генератор и усилитель, соединенный с компенсатором, предназначенное для моделирования двухмерного потока несжимаемой жидкости в решетках лопаточных профилей. Однако при моделировании реального трехмерного течения такое устройство не позволяет учесть влияние поворота потока в меридиальной плоскости. При исследовании трехмерного потока в рабочем колесе центробежного компрессора получают решение, требующее его корректировки с помощью расчеПредложенное устройство позволяет существенно расширить класс решаемых задач, включая задачу об учете влияния трехмерности потока на основе электромагнитного моделирования течения на осесимметричной поверхности тока в слое переменной толщины, и повысить точность эксперимента.Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве модель исследуемой области выполнена в виде многослойной проводящей среды таким образом, чтобы толщина проводящей среды и осесимметричной поверхности тока сохранялись в соответствен ных точках. Соответствие этих точек устанавливается на основе конформного преобразования осесимметричной поверхности тока на 5 плоскость.В относительном движении течение в полученной модели будет двухмерным, но вихревым, Вихрь вектора скорости в каждой точке является функцией кривизны осесимметрич пой поверхности тока и радиуса колеса. Длявоспроизведения в модели исследуемой области индукционного электрического поля с тем же распределением вихрей необходимо, чтобы эта модель находилась в переменном магнит ном поле, нормальная составляющая индукция которого моделирует составляющую угловой скорости.Генератором переменного магнитного поляс заданным распределением нормальной составляющей магнитной индукции является плоская катушка индуктивности, распределе ние витков которой находят путем решения внешней задачи Неймана для полупространства с заданным распределением нормальной 25 составляющей градиента потенциала по области, подобной области катушки, и постоянным значением потенциала по всей остальной плоскости полупространства. Интервалы равного приращения потенциала являются в данном 30 случае трубками равного поверхностного то.15 ка. По полученному распрсдс, сншо выкладываются витки катушки и последовательно соединяются один с другим. При подключении такой катушки к источнику переменного напряжения получают требуемое распределение магнитного поля, в котором расположена модель исследуемой области.Граничные условия непротекания по профилям лопаток выполняются автоматически. На чертеже изображена функциональная схема устройства для моделирования вихревых течений в турбомашинах.Модель исследуемой области 1 представляет собой многослойную пластину переменной толщины, сваренную из листов фольги и выполненную на основе конформного отображения осесимметричпой поверхности тока в слое переменной тол цины таким образом, что толщина слоя в соответственных точках поверхности вращения и пластины не изменяется.Для создания вихревой составляющей электрического поля модель 1 укладывают на плоскую катушку индуктивности 2, которую питают с помощью блока питания 3, содержащего задающий генератор 4 и усилитель 5, Напряженность электрического поля модели 1 измеряется подвижными контактными датчиками 6, соединенными с компенсатором 7 измерительного блока 8,20 25 30 Моделирование циркуляционной и потенциальной составляющей суммарного поля скоростей осуществляется с помощью установки, выбранной в качестве прототипа.Устройство работает следующим образом.Переменное напряжение от задающего генератора через усилитель 5 поступает на катушку индуктивности 2. Напряженность электрического поля в модели 1 регистрируется с помощью подвижного контактного датчика 6 на измерительном блоке 8. Измерение напряженности проводится по всей поверхности модели 1,Предмет изобретения Устройство для моделирования вихревых течений в турбомашинах, содержащее модель исследуемой области, подвижный контактный датчик, соединенный с компенсатором, и задающий генератор, соединенный с усилителем, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности моделирования, оно содержит плоскую катушку индуктивности, моделирующую вектор угловой скорости потока, установленну.ю параллельно плоскости модели исследуемого поля и подключенную к усилителю, а модель исследуемой области выполнена в виде многослойной проводящей среды переменной толщины.487401 Составитель А. филиппов Техред Н. Ханеева Редактор Л. Утехина Корректор Н, Аук Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3269/12 Изд Лов 37 Тираж 679 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 45