Способ гидродинамических испытаний моделей транспортных средств

(2 ) (22) (46) (7 ) сред (72) (53) (56) 1 с О 4075956/31-1121.05.8623 .05.89. Бюл,Сектор механикАН СССРБ.В,Бопсенятов629,12:532.006Авторское свид3594, кл. С 01 Ф 19 неоднородны А.И,Полищук16,001 (088,8)тельство СССРМ 10/00, 1982,ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫ НСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ие относится к экспеидродинамике, а именизлучения динамическихмоделейтранспортныхизобретения - расщиреьных возможностей.Споазмещение исследуемобочем участке 1 гидроГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ГИХАНИй МОДЕЛЕЙ(57) Изобретериментапьнойно к способамхарактеристиксредств. Цельние функционалсоб включаетготела 2 вр трубы, подачу в ее контур сжиженной углекислоты при статическом давлении в рабочем участке 1 выще давления упругости паров при температуре испытания и ее последующую циркуляцию, Количество фаэ в потоке регулируют путем снижения давления в контуре трубы ниже давления упругости паров при отсутствии циркуляции. Фиксируют наличие и количество газовой фазы в потоке жидкой углекислоты,после чего осуществляют циркуляцию,Визуализацию поля давления в рабочем участке производят путем изменения давления в контуре трубы при циркуляции рабочей жидкости, фиксируя дав- аЮ ление, при котором в местах пониженного давления образуются пузырьки газа, и точки потока, где происходит это образование пузырьков. 4 ил. (Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и может быть использовано при изучении характеристик моделей транспортных средств.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.На фиг. 1 изображена принципиачьная схема установки для гидродинамл" ческих испытаний моделей транспортных средств; на фиг, 2 - диаграмма фазового состояния углекислого газа; на Фиг. 3 - граФик зависимости числа Рейнольдса от скорости потока 15 в рабочей части гидротрубы диаметром 0,1 м при 200 С для СО (кривая 1) и воды (кривая 11); на Фиг. 4 - график изменения кинематической вязкости СО от температуры. 20Установка для гидродинамических испытаний содержит рабочий участок 1, исследуемое тело 2, емкость 3 "дляжидкой углекислоты, дозирующий насос 4, жидкую углекислоту 5,регулируемый клапан 6, электродвигатель .7, насос 8, холодильник 9, нагреватель 10 и трехходовой кран 11, канал 12, исполнительный механизм 13, датчик 14 возникновения пожара, трубопровод 15 системы пожаротушения,Пове" дение СО характеризуется диаграммой его фазового состояния (Фиг,2). Вьппе кривой ГО находится в жидком состоянии. 35Температура - 31,1 С является криотической температурой. Диапазон температур, при котором можно использовать жидкий ГО в гидротрубе, составляет примерно от -60 до +30 С. При 40 этом, чем ниже температура, тем меньше величина абсолютного давления,которое необходимо поддерживать в контуре трубы. Однако с понижением температуры возрастает кинематическая 45вязкость жидкой СО (Фиг.4) и, следовательно, уменьшается выигрыш в числе Рейнольдса, Иэ данных приведенных на фиг. 2 и 4, следует, чтонаиболее приемлемым является диапазон 50 температур от -15 до +20 Г, НагреватьСОп вьппе комнатной температуры ,нерационально, так как это требует поддержания высокого давления в гидротрубе, затрат энергии на нагрев, 55 но в то же время вязкость практически не уменьшается, При температуреоменее - 15 С начинает сказываться увеличение вязкости жидкой углекиспоты, что отрицательно влияет на выигрьпп в числе Рейнольдса, Расчеты,приведенные на фиг.4, показывают, чтов этом диапазоне температур применение жидкой углекислоты обеспечиваетболее чем десятикратное увеличениечисла Рейнольдса, При снижении давления в какой-либо области исследуемой жидкости ниже давления упругостипаров при данной температуре (фиг.2)происходит образование газовой Фазы,Как известно, из контура трубы (заисключением насоса 4) наибольшаяскорость потока, а следовательно,(как это следует из уравнения Бернулли) наименьшее давление реализуется в рабочей части трубы, Поэтому,снижая давление в контуре трубы,можно легко определить по появлению врабочей части пузырьков газа места,где давление имеет минимальную величину. фиксированием давления и местобразования газовых пузырьков осуществляется визуализация течения врабочей части гидротрубы. Кроме того,предлагаемый способ позволяет такжепроводить специальные исследованияпо обтеканию тел двухфазным потоком.С этой целью при нулевом перепадежидкости производят снижение абсолютного давления в контуре трубы нижедавления упругости паров при даннойтемпературе. В результате этого вжидкой углекислоте, заполняющейконтур трубы, происходит образование пузырьков газа. Так как разныеучастки трубы находятся под неодинаковым давлением, то, регулируя степень снижения давления, можно получить различные величины газонасыщенности. Последующая циркуляция жидкости обеспечит создание потока сравномерно распределенной газонасы"щенностью. Современные гидроустановки требуют для своего управления ипроведения измерений большого количества различных устройств и приборов,питание которых осуществляется отэлектросети. В случае возникновенияпожара на установках тушение их может производиться только в средеинертного газа, В предлагаемом техническом решении предполагается направить жидкую углекислоту, находящуюся в гидротрубе под повьппенным давлением, непосредственно в системутушения к месту возникновения пожара, что значительно повысит надеж 1481612ность работы установки и ее сохранностьСпособ осуществляется следующим образом.5В рабочем участке 1 гидротрубы размещается исследуемое тело 2. Из емкости 3 дозирующим насосом 4 в контур гидротрубы подается жидкая углекислота 5, Регулируемый клапан б обеспечивает поддержание в гидротрубе заданного давления. Минимальное давление, которое необходимо поддерживать в рабочем участке, определяется следующим образом, . 15Полное давление в любой точке потока учР = Р +д СГ В20где Р- статическое давление;р, ч - плотность и скорость жидкости соответственно.Однофазный поток жидкой СОобеси ечив а ется при условии Р стР юр 25 где Р - упругость паров СО при заданной температуре фиг.2). Следовательно, полное давление в рабочей части должно быть больше, чемрч 2 30Р Р - +- --ИРНапример, при скорости в рабочей части 10 м/с и ОС эта величина составляет Р я3,51 ф 1 О Па. Если жид 6кость покоится, то давление составля ет 3,5 МПа, При снижении давления ниже этой величины в жидкой углекислоте начинается выделение пузырьков. Появление газовой фазы и ее количество фиксируется известными методами, например, с помощью ультразвуковой аппаратуры, После наполнения всей трубы углекислотой включается электродвигатель 7, приводящий в движение насос 8.Температура углекислоты поддерживается на заданном уровне холодильником 9 и нагревателем 10. Трехходовой кран 11 обеспечивает движение углекислоты по контуру трубы и перекрытие канала 12соединяющего контур трубы с системой пожаротушения,Привод трехходового крана 11 осуществляется от исполнительного механизма 13, на выход которого подается сигнал от датчика 14 возникновения пожара. Нри возникновении пожара сигнал от датчика 14 поступает в исполнительный механизм 13, который переключает трехходовой кран 11, и жидкая углекислота под действием давления в контуре труб начинает поступать в трубопровод 15 системы пожаротушения.Формула изобретенияСпособ гидродинамических испытаний моделей транспортных средствоснованный на перемещении рабочей среды и измерении гидродинамических характеристик обтекания, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в качестве рабочей среды используют жидкую углекислоту, а испытания проводят при последовательном снижении статического давления рабочей среды от давления, превьппающего давления упругости паров углекислоты..Боб аказ 2678/42 Тираж 790НИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская на роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 ЩОИПа. Подписноеоткрытиям при ГКНТ СС д, 4/5