Система газообеспечения, отсоса газа и регенерации холода криогенной аэродинамической трубы

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 01 455 А 1 М 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я,Ь Бюл.В.П л.Н., Пасова 3рабочие частиОбзор В 44 эрод ОНТИ свид С 0 ельс 9 О(54) (57) С ОТСОСА ГАЗ КРИОГЕННОЙ включающая компрессор деры, наги тс незжатии га генной тбольшое .жидкого соеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР"Гиперзвуковыенамических труЦАГИ, 1974.АвторскоеР 552839, кл,СТЕМА ГАЗООБЕСПЕЧЕНИЯ, И РЕГЕНЕРАЦИИ ХОЛОДА АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ регенераторы холода, системы отсоса, газгольтательные трубопроводы,Изобретение относится к области экспериментальной техники и может быть использовано при исследованиях в криогенных аэродинамических трубах.Известна система отсоса газа транс. звуковых аэродинамических труб, которая содержит компрессор, нагнетательный трубопровод, соединенный с каналом трубы и всасывающий трубопровод, связанный с камерой отсоса газа из рабочей части.Газ в такой системе отсасывается из рабочей части трубы с помощью компрессора и сжимается до величины давления в канале трубы, например, в диффузоре за рабочей частью после чего его впускают в канал трубы. соединенные с газгольдерами, и всасывающие трубопроводы, соединенные с камерой отсоса газа из рабочей части и с кольцевой камерой обратного канала трубы через регенерато рь 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона чисел Рейнольдса и повышения эконо- мичности аэродинамической трубы, она снабжена дополнительным теплообменником, установленным на выходе компрессора системы отсоса, при этом посредством всасывающих трубопроводов рабочая часть и кольцевая камера обратного канала трубы соединены с атмосФерой, а посредством нагнетательных трубопроводов кольцевая камера соединена через регенераторы с теплообменником. Однако так вляе я экономичной, р сдолжен охлаждаться до крио ем пературы, на что требуетсяколичество дорогостоящегоазота.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае мому .эффекту является система газообеспечения, отсоса газа и регенерация.холода криогенной аэродинамической трубы, включающая регенераторы .холода, компрессор системы отсоса, газгольдеры нагнетательные трубопроводы, соединенные с газгольдерами, и всасывающие трубопроводы, диненные с камерой отсоса газа израбочей части и с кольцевой камеройобратного канала трубы через регенераторы.Воздух из .рабочей части трубычерез всасывающие трубопроводы5отсасывается компрессором системыотсоса, праходя через регенератор,нагревается до температуры Т л 300 Ки после сжатия в компрессоре выбрасывается в атмосферу, Из обратного канала трубы воздух через .регенераторвыбрасывается в атмосферу без комн";рессора вследствие избыточного давления. Такое же количество газа одновременно из газгольдеров через нагнетательные трубопроводы подводитсяк другому регенератору, предварительно охлажденному, охлаждается в немдо криогенной температуры, а далее через эжектор впускается в канал трубы.Недостатком известной системы является узкий диапазон изменения числа Рейнольдса вследствие того, .что рабочим газом является воздух(это ограничивает диапазон чисел Рей - нольдса сверху), а давление в форка. мере трубы не может быть ниже Рм 1,2 ата (это ограничивает диапазон чисел Рейнольдса снизу). Например, в рабочей части 2,25 м 12,25 мм при .характерной длине модели Ь = 0,225 м числа Ке могут изменяться в диапазоне 2 е= (20-76) 10 (Ро= 1,2 -6 ата). Кроме зтаго, криогенная труба с известной системой газообеспечения, отсоса .газа и регенерации холода неэкономична из-за большого расхода сжатого воздуха из газгольдеров,40Целью настоящего изобретения является расширение диапазона чисел Рейнольдса и повышение экономичностиаэродинамической трубы.Поставленная цель достигается тем,что система газообеспечения, отсосагаза и регенерации холода криогеннойаэродинамической трубы, включающаярегенераторы холода, компрессор систе -мы отсоса, .газгольдеры, нагнетательные трубопроводы соединенные с газгольдерами, и всасывающие трубопроводы, соединенные с камерой отсоса газа из рабочей части и с кольцевой камерой обратного канала трубы через ре 35генераторы, снабжена дополнительным теплообменником, установленнымна выходе компрессора системы отсоса, при этом посредством всасывающих трубопроводов рабочая часть и кольцевая. камера обратного канала трубы соединены с атмосферой а посредством нагнетательных трубопроводов кольцевая камера через .регенераторы соединена с теплообменником.На чертеже дана схема системы .газообеспечения, отсоса газа и регенерации, холода криогенной аэродинамической трубы.Система содержит коипрессор 1, сообщенный всасывающими трубопроводами 2 с камерой отсоса -газа из рабочей части 3 и с кольцевой камерой 4 обратного канала трубы непосредственно и через регенераторы 5, и соединенный нагнетательными трубопроводами 6 через теплообменник 7 с кольцевой камерой 4 непосредственно, а также через регенераторы 5. Всасывающие трубопроводы 2 соединены с атмосферой через шахту шумоглушения 8 посредством трубопровода 9, а нагнетательные трубопроводы 6 соединены нс выходе теплообменника 7 с газгольдерами и с атмосферой через шахту шумоглушения 8 посредством трубопроводов 10 и 11, Всасывающие 2 и нагнетательные 6 трубопроводы снабжены задвижными 12 для переключения потоков .газа по разным трубопроводам./Система работает следующим образом.В случае работы аэродинамической/ .трубы при постоянных давлении и температуре в рабочей части 3 компрессор 1 отсасывает газ из рабочей части 3 через всасывающие трубопроводы 2 и один регенератор 5 и нагнетает газ в кольцевую камеру 4 обратного канала трубы через нагнетательные трубопроводы 6, теплообменник 7 и другой реге нератор 5, При -этом отсасывающий газ отдает холод в первом регенераторе 5 и, пройдя через компрессор 1 и теплообменник 7, охлаждается во втором регенераторе 5 до температуры Т 100 К и затем постущает в обратный канал трубы. Прямой и обратный потоки газа через кажцый регенератор 5 периодически меняются с помощью задвижек 12 на входе и выходе регенераторов 5 так чтобы температура газа на выходе из,регенераторов 5 изменялась в небольших допустимых .преде лах еДля компенсации .потерь холода при работе трубы в обратный канал впрыски-,5 84556вают лщцкий азот (И). Количествогаза, равное расходу .жидкого азота,сбрасывают в атмосферу через трубопровод 9 из всасывающих трубопроводов 2 при давлении леред компрессо 5ром 1 выше атмосферного или черезтрубопровод 11 из нагнетательных трубопроводов 6 лри давлении .перед компрессором 1 ниже атмосферного,При переходном режиме для увеличения давления в канале трубы .прекращают сброс газа в атмосферу, не прекращая впрыск жидкого азота. Для.ускорения процесса в трубу по трубопроводу 10 через регенераторы 5 подаютвоздух из газгольдеров.При переходном режиме для увеличения температуры рабочего газа прекращают впрыск в канал трубы жидкого 20азота, отсасывают газ иэ рабочей части 3, минуя регенераторы 5, и подаютего в камеру 4 из системы отсоса, нечохлаждая в теплообменнике 7 и не про пуская через регенераторы 5. Для ускорения процесса в трубу подают воздух из газгольдеров через трубопровод 10При понижении давления и вакуумироваиии канала трубы при проведении 7 6в трубе эксперимента рабочий газ сбрасывают в атмосферу иэ обратного канала трубы через кольцевую камеру 4, регенераторы 5 всасывающие трубопроводы 2, компрессор 1, теплообменник 7, нагнетательные трубопроводы 6 и 11 и шахту шумоглушения 8.Наличие в системе газообеспечения отсоса газа и регенерации .холода дополнительного теплообменника на выходе иэ компрессора системы отсоса дает возможность выполнить систему отсоса замкнутой и, вследствие этого, испольэовать в качестве рабочего газа азот, температура конденсации ко- . торого ниже, чем у воздуха и рабо тать с давлением в форкамере трубы, меньше атмосферного, что позволяет расширить диапазон чисел Рейнольдса, Например, в криогенной трубе с сечением рабочей части 2,25 м 2,25 м при характерной длине модели самолета Ь = 0,225 м числа Ке могут изренятьт ., ея в диапазоне Кев (8-85)10 (Ро0,4-6 ата). Кроме этого, на ста ционарном режиме труба может работать беэ расходования сжатого воздуха из газгольдеров, поэтому экономичность трубы повышается примерно в 2,6 раза.8455 б 7Иг ггогилаРероУ Редактор Е. Гирииская Техред А, Кравчук КоРРектоР С, Цекмар Заказ 3437 Тираж 336 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при .ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101