Устройство для моделирования пространственного вихревого течения в проточной части рабочего колеса турбомашины

Союз Советских Социалнстическик Республик(22) Заявлено 310380 (21) 2901091/18-24с присоединением заявки Мф(51)М. Клз С 06 6 7/б 4 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А.О. Дитман, А.И, Бакасов, В.А. Шерстюков и В.В. Россель Ленинградский институт водного транспорта и Ленинградскийполитехнический институт им. М .И. Калинина .".,- ф с 71) Заявители(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГОВИХРЕВОГО ТЕЧЕНИЯ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ РАБОЧЕГОКОЛЕСА ТУРБОМАШИНЫ ЭО Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования и изучения течений в проточной части рабочего колеса турбомашины.Известно устройство для моделирования течений в выходных элементах турбомашин, содержащее модель выходного элемента турбомашины, токовводы, блок питания, Замкнутый соленоид, измерительный узел, измерительные и контролирующие датчики 11.Однако известное устройство имеет недостаточную точность при моделировании течений в турбомашинах.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования пространственных вихревых течений в проточной части турбомашины, содержащее физическую модель выполненную из диэлектрика, поверхность которого покрыта электропроводным материалом из диамагнетика. Вихревые и циркуляционные поля, а также поле от закрутки на входе вихревой пелены, ограничивающий зону относительного движения рабочего колеса от зоны неподвижных лопаточных элементов, моделируются стержневыми задатчиками магнитного поля, соединенных с диском рабочего колеса. С помощью замкнутого соленоида, состоящего из отдельных объемных элементов состыкованных друг с другом торцовыми поверхностями, моделируется поток протекания. Фи этом обмотка каждого элемента выпол-, нена в виде витков, уложенных в плоскости перпендикулярной оси каждого элемента, с шагом, прямопропорциональным площади поперечного сечения объемного элемента модели 2 .Недостаток устройства заключается в том, что стержневые задатчики магнитного поля моделирующие вихревую, циркуляционную составляющие, закрутку потока и вихревую пелену, механически неподвижно связаны с диском рабочего колеса, что делает невозможным его перемещение относительно остальных элементов модели. Это, в свою очередь, увеличивает трудоемкость и время проведения эксперимента, так как затрудняет устанбвку датчиков в рабочем колесе и требует разборки модели для их последующей постановки, после чего установку необходимо вновь настраивать на заданный режим работы. Кроме того, для работы на установке требуется боль 883928шое количество дорогостоящих датчиков, которые загромождают проточнуючасть модели, внося дополнительнуюпогрешность в измерения.Цель изобретения - сокращение .трудоемкости и времени проведения эксперимента, а так же увеличение точности моделирования и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее физическую модель проточной части турбомашины, состоящую из покрывногодиска и диска рабочего колеса,. снабженного лопатками, покрывной диск идиск рабочего колеса расположечы соосно и выполнены из диэлектрика, поверхность которых покрыта электропроводным материалом иэ диамагнетика, стержневые задатчики магнитного поля первой, второй и третьейгрупп расположены параллельно оси 30диска рабочего колеса, первые выводыстержневых задатчиков .закрепленына покрывном диске, кроме того,устройство содержит индукционныедатчики, замкнутый соленоид, распо- д 5ложенный по пути рабочего потока,вход которого соединен с первым выходом .блока питания, второй выходкоторого соединен с выходами стержневых задатчиков магнитного поля первой, второй и третьей групп, а выходы индукционных датчиков подключены к соответствующим входам комму-.татора, выход которого соединен совходом измерительного блока, выходкоторого подключен ко входу цифропечатающего устройства, введены основание и направляющие стойки, причемвторые выводы стержневых задатчиковмагнитного поля и одни торцы направляющих стоек закреплены на основании, 40а другие торцы направляющих стоек.закреплены на нокрывном диске, адиск рабочего .колеса установлен нанаправляющихстойках с возможностьюперемещения по стойкам, диск рабочего колеса закреплен на направляющихстойках при помощи винтов. На чертеже приведена схема предлагаемого изобретения. 50Устройство содержит физическую модель 1, лопатки 2, диск рабочего колеса 3, направляющие стойки 4, основание 5, винты 6, согласующие и измерительные индукционные датчики . 7 и 8, стержневые задатчики,магнитного поля первой группы 9, покрывной диск 10, стержневые эадатчики магнитного поля второй группы 11, стержневые задатчики магнитного поля третьей группы 12, замкнутый соленоид 13, 60 контролирующий индукционный датчик 14,группу контролирующих датчиков 15, блок питания 16, коммутатор 17, измерительный блок 18 и цифропечатающее устройство 19. Устройство работает следующим образом.Перед работой диск рабочего колеса 3 опускается в нижнее положение. Устанавливаются измерительные 8 и согласующие 7 индукционные датчики, после чего диск рабочего колеса 3 поднимается в верхнее рабочее положение и фиксируется винтами 6.Затем задается необходимый режим работы, контроль за которым осуществляется при помощи датчиков 14 и 15 и согласующи датчиков 7. После этого производятся замеры показаний с установленных датчиков.При необходимости перестановки датчиков 8 в другие точки модели, диск рабочего колеса 3 опускается в нижнее положение, производится необходимая перестановка и после подъема диска рабочего колеса 3 вверх (в рабочее положение) без изменения настройки модели производятся новые замеры. Контроль за режимом работы установки производится по сигналам с датчиков 14 и 15 и согласующих датчиков 7.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерений за счет уменьшения количества измерительных датчиков. Кроме того, уменьшится трудоемкость изготовления модели, так как отпадает необходимость в изготовлении узлов соединения проводников с моделью и специальных втулок для изолирования проводников от покрывного диска.Использование устройства при проведении расчетно-теоретических исследований аэродинамических течений проточной части работы колес турбомашин позволит сократить (з 2-3 раза) количество модельных вариантов в стендовых испытаниях и сократить время и трудоемкость проведения этих исследований.Предлагаемое устройство может с успехом использоваться в различных областях промышленности, таких как компрессоростроение, насосостроение, парогаэотурбиностроение, гидротурбиностроение и др.Формула изобретенияУстройство для моделирования пространственного вихревого течения в проточной части рабочего колеса турбомашины, содержащее физическую модель проточной части турбомашины, состоящую из покрывного диска и диска рабочего колеса, снабженного лопатками, покрывной диск и диск рабочего колеса расположены соосно и выполнены из диэлектрика,"поверхность дисков покрыта электропроводным материалом из диамагнетика, стержневые эадатчики магнитного поля, первой,883928 Составитель В.Рыбинемеева Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетни едактор В е 2 34/75 Тираж 7 ВНИИХИ Государстве по делам изобрете 113035, Москва, К Лодпиа СССийнаб.,Зака ногоний и5, Ра омит ткр ска д. 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,второй и третьей групп расположеныпараллельно осн диска рабочего колеса, первые выводы стержневых задатчиков закреплены на покрывном диске,кроме того, устройство содержит индукционные датчики, замкнутый соленоид, расположенный по пути рабочегомагнитного потока, вход которого соединен с первым выходом блока питания,второй выход которого соединен с выводами стержневых задатчиков магнитного поля первой, второй и третьейгрупп, а выходы индукционных датчиков подключены к соответствующимвходам коммутатора, выход которогосоединен со входом измерительногоблока, выход которого подключен ковходу цифропечатающего устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и упрощения устройства, в него введеныоснование и направляющие стойки,причем вторые выводы стержневых эадатчиков магнитного поля и одни торцынаправляющих стоек закреплены на основании, а другие торцы направляющих стоек закреплены на покрывномдиске, а диск рабочего колеса установлен на стойках с воэможностью перемещения по стойкам, диск рабочегоколеса закреплен на направляющихстойках при помощи винтов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 618756, кл. С 06 С 7/64, 1978.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2667158/24,кл. С 06 С 7/44, 1979 прототип) .