Гидродинамическая установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Р 27/О 6 01 М 10/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я ГОСУДАРСТВЕН.НЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И.ОТКРЫТИЯМ(71) Институт физико-технических проблемэнергетики Литовской АН(53) 621.565.94 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 879356, кл. 6 01 М 10/00, 1981.2, Жукаускас А,А. Конвентивный переносв теплообменниках, - М,: Наука. 1982, с. 56,(57) Использование: экспериментальнаятермогидродинамика, Сущность изобретев Ж 1746238 А 1 ния: установка содержит включенные в замкнутый цикруляцйонный контур экспериментальный участок 1, большой 2 и малый 3 успокоительные участки, измерительную диафрагму 8, циркуляционный насос 9, систему 10 термостабилизации потока и установленные на входе малого успокоительного участка сетки, имеющие форму цилиндрических обечаек 4 и 5, коаксиально установленных с возможностью перемещения одна относительно другой. Каждая обечайка 4 и 5 выполнена составной из отдельных секций, имеющих различную геометрию ячеек и площадь, равную площади входного сечения малого успокоительного участка 3. 2 ил.Изобретение относится к экспериментальной термогидродинамике, в частности кэкспериментальным стендам, предназначенным для исследования гидродинамикипотока и процессов теплообмена в условиях 5вынужденной конвекции в широком диапазоне скоростей и чисел йе.Известна гидродинамическая экспери-.ментальная установка, содержащая насос,систему трубопроводов для циркуляции 10жидкости с устройствами замера ее расхода, участок с сотовыми решетками и мел- .коячеистыми сетками, спрямляющимипоток, конфузор, экспериментальный участок и измерительную и регулирующую аппаратуру 1,д, "Гас л;,узкой па технической сущности к предлагаемой является гидродинамическая установка замкнутого типа,содержащая включенные в замкнутый циркуляционный контур экспериментальныйучасток, большой и малый успокоительныеучастки, измерительную диафрагму, циркуляционный насос, систему термостабилизации потока и сетки, установленные на входе 25малого успокоительного участка 2).Недостатком указанных установок является отсутствие обеспечения стабильнойоднородной турбулентности, произвольное, трудно контролируемое в процессе ее 30эксплуатации изменение профиля скоростей поступающего в экспериментальныйучасток потока вследствие неравномерногопо фронту заноса сеток детурбулизаторов,Кроме того, в установках подобного типа 35отсутствует возможность изменения уровнятурбулентности набегающего потока, осуществляемая путем замены средств турбулизации или детурбулизации бездорогостоящей остановки гидродинамической установки, удаления рабочей жидкостииз нее с последующей разборкой ее успокоительного участка,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей гидродинамической установки в областистабилизации,Указанная цель достигается тем, что вустановке, содержащей включенные в замкнутый циркуляционный контур экспериментальный участок, большой и малыйуспокоительные участки, измерительнуюдиафрагму, циркуляционный насос, системутермостабилизации потока и сетки, установленные на входе малого успокоительного участка, упомянутые сетки имеют формуцилиндрических обечаек, коаксиально уста.новленных с возможностью перемещенияодна относительно другой, причем каждаяобечайка выполнена составной из отдельных,секций, имеющих различную геометрию ячеек и площадь, равную площадивходного сечения малого успокоительногоучастка,На фиг. 1 представлена принципиальная схема гидродинамической установки;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1,Гидродинамическая установка содержит экспериментальный участок 1, большой2 и малый 3 успокоительные участки, систему турбулизации-детурбулизации потока,выполненную в виде коаксиальна одна относительно другой подвижно установленных по меньшей мере двух цилиндрических .поверхностей - наружной 4 и внутренней 5,состоящих из сегментов, имеющих различную геометрию ячеек, расположенных внутри большого успокоительного участка 2, навходе в малый успокоительный участок 3.Для подавления крупномасштабной турбулентности и спрямления потока установ-ка снабжена хонекомбам 6. В замкнутойсистеме ее трубопроводов 7 наряду с ус.покоительными участками 2 и 3 и экспериментальным участком 1 последовательноразмещены измерительная диафрагма 9для определения расхода, циркуляционный насос 9 и система 10 термастабилизации потока.Наружная цилиндрическая поверхность4 турбулизатора-детурбулизатора установлена на полай оси 11, которая одним концомустановлена в подпятник 12, а другой конецвыведен наружу и к нему прикреплена рукоятка 13 управления. Внутри полой аси 11размещена ось 14, к которой прикрепленавнутренняя цилиндрическая поверхность 5,а к свободному концу прикреплена рукоятка15 управления (детали уплотнения осей 11 и14, а также системы турбулизатара-детурбулизатора с малым успокоительным участкомне показаны),Периметры как наружной цилиндрической поверхности 4, так и внутренней поверхности 5 состоят из сегментов сеток,имеющих различную геометрию ячеек. Причем площадь каждого сегмента по меньшеймере равна площади входной части малогоуспокоительного участка.Установка работает следующим образом.Поток от циркуляционного насоса 9 поступает в большой успокоительный участок 2,Хонекомбом 6 осуществляется спрямлениепотока и подавление крупномасштабнойтурбулентности. Далее по ходу поток поступает во внутреннюю полость цилиндрических поверхностей 4 и 5 и далее черезвходную часть малого успокоительного участка 3 в экспериментальный участок 1, Гидродинамические и структурные характеристики потока определяются взаимным рас. положением цилиндрических поверхностей 4 и 5 и их положением относительно входной части малого успокоительного участка 3. Характеристики потока, поступающего в экспериментальный участок 1, определяются геометрическими характеристиками секторов поверхностей 4 и 5, расположенных непосредственно у входа в малый успокоительный участок. Для изменения характеристик потока в экспериментальном участке 1 необходимо поворотом рукояток 13 и 15 изменить взаимное положение цилиндрических поверхностей 4 и 5. Угол поворота определяется величиной секторов этих поверхностей.Так как выравнивающее действие сеток основано на большем торможении больших скоростей (потери пропорциональны квадрату скорости, то самопроизвольное засорение сеток поверхностей 4 и 5 отрицательно отражается на гидродинамические.характеристики потока, Признаком засорения сеток является искажение профиля скоростей. Для.самоочистки этих сеток необходимо поверхности 4 и 5 повернуть относительно входной части малого успокоительного участка так, чтобы направление потока действовало на сетки.сетора с противоположной стороны.Применение предлагаемой гидродинамической установки позволяет без остановки гидродинамической установки и без удаления рабочей жидкости из нее изменять гидродинамические и структурные характеристики потока; в случае самопроизвольного искажения профиля скоростей в экспериментальном участке вследствие засорения сеток поверхностей осуществлять их очистку в процессе эксплуатации беэ ос тановки гидродинамической установки ибез разборки успокоительного участка, путем соответствующего расположения секторов поверхностей относительно входной части малого успокоительного участка обес О печивает возможность получить поток в экспериментальном участке со сдвиговым слоем. При эксплуатации установки не нарушается термогидравлический режим работы, вследствие чего значительно 15 сокращается время проведения экспериментов и снижается себестоимость научных исследований. Формула изобретения20 Гидродинамическая установка, содержащая включенные в замкнутый циркуляционный контур экспериментальный участок,большой и малый успокоительные участки,измерительную диафрагму, циркуляцион 25 ный насос, систему термостабилизации потока и сетки,установленные на входе малогоуспокоительного участка, отл и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, сетки имеют форму циЗО линдрических обечаек, коаксиальноустановленных с возможностью перемещения одна относительно другой, причем каждая обечайка выполнена составной изотдельных секций, имеющих площадь боко-35 вой поверхности, равную площади входногосечения малого успокоительного участка, иразличную геометрию ячеек,1746238 Составитель Ю,Савицкас ехред М,Моргентал ФШмаков едакт роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.ГЪгарина, 10 аква 2 ЭВ 9 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по иаобрете113035, Москва, Ж, Раушска Корректор О,КравцоваПодписноеям и открытиям ори ГКНТ СССРнаб., 4/б