Способ определения коэффициента гидродинамического сопротивления тела при кавитации

11 11 544883 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Оо 1 оз Советских Социалистических Республик) М. Кч 6 01 М 10/00 аявкиГосударственныи комитет Совета Иинистров СССР Приорите Опубликовано 30.01,77. Бюллетень4 32.5 (088.8) зобретенийытий о дела писания 22.03,7 ата опуоликовани Авторыизобретени А. К, Казеннов, В, П. Карликов, А. Н. Хомяков, ф, Н. Чери Г, И. Шоломович вскии Заявител Научно-исследовательскииМосковского государственного универ нститут механикитета им, М. В. Ло сова(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭффИЦИЕНТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕЛ ПРИ КАВИТАЦИИ1 особа является необшое число точек изме ьно при изучении мо 1 ЗМЕРЕНИИ.тном споамической 3 Предлагаемый способ относится к области гидродцнамических исследований в кавитаццоцных потоках, в частности, к способам определения коэффициента гидродцнамического сопротивления.Известны способы определения коэффициента гидродицамцческого сопротивлс 1 гпя тел путем проведения силовых измерений с применением динамометров 11.Недостатком такого способа является необходимость применения сложных динамо- метрических устройств, обладающих большой чувствительностью к температуре, влажности, ц требующих сложной вторичной аппаратуры.Наиболее близким из известных является способ определения коэффициента П 1 дродинамического сопротивления тела при кавитации путем помещения его в гидродпнамическую трубу, подачи газа в образующуюся около исследуемого тела каверну и измерения давления ца поверхности тела с последующей обработкой полученной эпюры давлений по поверхности 2.Недостатком этого с 1ходимость иметь больрения, что затруднителделей малых размеров.Цель изобретения - упрощение 1Это достигается тем, что в извессобе скорость потока в гидродин трубе доводят до величины, соответствующей числу фруда от 25 до 100, подачу газа в каверну ведут до прекращения повышения давле 1 ия в ней, а о величине коэфф 1 щиента гидродицамцческого сопротивления судят по разности давлений в каверне и потоке.На чертеже представлена схема измерений по описываемому способу, где применены следующие обозначения: 1 - прозрачная измерительная 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 (например, воздухом), 1 - скорость натекающего потока.Способ основан на том факте, что при обтекании кавитпрующего тела в гидродинамическоц труое, име 1 ощей рабочую часть с жесткцмц стенками, влцяние этих стенок проявляется таким образом, что имеет место существование минимального числа кавитации Оо 1 цц ВЕЛИИиа ЭТОГО МИНИМ 2 ЛЬНОГО ЧИСЛа Ка витации при осесимметричном кавитационном обтекании зависит от коэффициента гидродинами 1 сского сопротивления тела и относительного геометрического загромождения, т.е. отношения поперечных сечений тела и трубы, 2 т 2 кжс характеристики пОГр 2 ничнОГО слоя ца стенке труоы.Исследованиями установлено, что достаточная симметрия течения достигается при скоростях натекающего 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 о,и;и кавитации связана с коэффициентом гидродинамического сопротивления С.,о тела формулой где- постоянный для данной трубы коэффициент, определяемый экспериментально путем испытания эталонной модели, имеющей известное значение С,о,Р - Рли пуаР2 минимальное значение числа кавитации; относительное загромождение трубы; 5 - площадь миделевого сечения испытуемого тела; 5 р - площадь поперечного сечения рабочей части труоы.Предлагаемый способ заключается в следующем. Сначала устанавливают в гидродинамической трубе требуемую скорость натеи 10 15 20 25 кающсго потока. Нижний предел значен 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 должно быть не менее 25. Далее увеличивают подачу газа по каналу 7 в кавитационную полость и наблюдают за изменением давления Рв ней (например., по положению меписка жидкости в прозрачной измерительной трубке 1). После того, как давление Ра перестает расти (становится неизменным) производят отсчет параметров потока Р, Р, Р и по описанным выше формулам определяют коэффицпент гидродинампческого сопротивления тела.Знание С и числа кавитации о позволяет определить значение коэффициента гидродипамического сопротивления тела по известной формуле С,=Сао(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 изооретенияСпособ определения коэффициента гидро- динамического 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 й 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 гпдродшамического сопротивления судят по разности давлений в каверне и потоке,Составитель Ю. Ляминьмина Текред Л. Гладкова корректоры: Л. Денискина и 3, Тарасов дактор ПодписвССР Типография, ир. Сапунова,30/2 ЦНИИ Изд. Хв 192 Государственного копо делам изобрст 13035, Москва, Я(-35,Тираж 1054итета Совета Министрпий и открытийРаугиская иао., д. 4/5