Способ определения погрешности пневмометрических зондов при измерении пульсирующего давления

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 1)4 С 01 1 27/О ГОСУД АРСТВЕНН ДЕЛАМ ИЗОБ КОМИТЕТТЕНИЙ И ОТНРЬ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(46) 07.11,85. Бюл. Р 41 (71) Производственное объединение турбостроения "Ленинградский металлический завод"(56) Авторское свидетельство СССР В 375505, кл. С 01 Ь 27/00, 1973Авторское свидетельство СССР В 211844, кл. С 01 Ь 23/20, 1968. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ПНЕВМОМЕТРИЧЕСКИХ ЗОНДОВ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ДАВЛЕНИЯ,включающий установку зонда в поток, создание различных углов натекания на зонд, моделирование пульсаций потока в тракте зонда,измерение давлений в тракте и определение погрешности путем сравнения измеренных давлений с эталонными, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, создают поток с постоянной скоростью и давлением, пульсации потока в тракте зонда создают путем подачи давления на выход тракта,при этом измеряют расход и температуру воздуха в тракте, определяют его пневмосопротивление и составляющие погрешности измерения давления на угол натекания и на несимметрию сопротивлений гидравли" . Е ческого тракта, а общую погрешность определяют как их сумму.1190223 2кого зонда 1 ламинарный практическипри любой амплитуде пульсации давления, задаваемые значения амплитудыпульсации выбирают из неравенства - 3 РР и РР. Гндропоршень 9,сдавливая воздух в надпоршневомпространстве, создает давление Р 1) Р,которое фиксируется манометром 6.В этом случае воздух из надпорш 16 невого пространства вытесняется че,рез измерительную линию 2 и трактпневмометрическаго зонда 1 навстречупотоку воздуха с постоянной скоростьюи давлением Р. При этом напор воды в а 1% подводящей магистрали соответствуетустановившемуся режиму системы: ра, бочая камера 7, измерительная линия 2, а пневмометрический зонд 1 и поток воздуха с давлением Р.26 Измеряют хронометром время заполи- кения камеры 7 рабочей жидкостью и с- термометром 10 температуру воздухав ней и определяют сопротивлениегидравлического тракта, вычисляют 25 скорость заполнения рабочей камеры 7жидкостью: Изобретение относится к исследованию периодически пульсирующих потоков, преимущественно проточнойчасти турбомашин,Цель изобретения - снижение трудоемкости определения погрешности засчет обеспечения возможности раздельного измерения погрешности отнесимметрии сопротивлений гидравлического тракта и от различных угловнатекания .На фиг. 1 представлена схема установки, реализующей предлагаемыйспособ; на фиг. 2 в зависимость показаний пневмометрического зонда от углнатекания; на фиг. 3 - зависимостьизменения угла натекания потока напненмометрический зонд от времени; нфиг. 4 - зависимость изменения давления потока от времени.Пневмометрический зонд 1 с иэмертельной линией 2 устанавливают непоредственно в поток воздуха с постоянной скоростью и давлением Р ., Воздухподается от компрессора в аэродинамическую трубу 3 через сопло 4, Полное давление этого потока воздухаизмеряется датчиком 5. Измерение давления потока воздуха пневмометрическим зондом 1 с измерительной лини- З 6ей 2 проводят при различных углахнатекания его на этот зонд,длячего пневмометрический зонд 1 поворачивают в плоскости измерения иполучают зависимость показаний пневмометрического зонда 1 от угла натекания (фиг. 2).Величину давления потока воздуха,измеряемую пневмометрическим зондом,регистрируют монометром 6.46Измерительную линию 2 дополнительно соединяют с рабочей камерой 7, вкоторую подают жидкость из подводящей магистрали при открытом вентиле 8. В рабочую камеру 7 устанавливают термометр 10.Моделирование пульсирующего потокапроисходит следующим образом.Поток воздуха с постоянным давлением Р, проходя через тракт. пневмометрического зонда 1 и измерительнуюлинию 2, поступает в рабочую камеру 7 еПри открытии вентиля 8 в рабочуюкамеру 7 поступает жидкость, которая Яобразует гидропоршень 9. Посколькуизвестно, что режим течения в гидравлическом тракте пневмометричесгде Ь - высота рабочей камеры, прикоторой устанавливается давление Р;й - время заполнения камеры,Рассчитывают расход воздуха, вытекающего из рабочей камеры 7:Ок =С8 р,где С - скорость заполнения камеры7 жидкостью;8 - площадь гидропоршня;- плотность воздуха;Исходя из уравнения неразрывности0 ф где 0- расход воэдухафистекающего из приемного отверстияпневмометрического зонда 1.Далее определяют скорость потокавоздуха, истекающего из пневмометрического зонда 1:ЬС = --- ,р ) Угде Р - площадь сечения приемногоотверстия пневмометрическогозонда 1;- плотность воздуха, истекающего из пневмометрическогозонда 1;з 1190223 где Р - задаваемое давление воздуха1в рабочей камере 7;В. - газовая постоянная;Т - температура воздуха в рабочей камере 75После этого находят коэфАициент сопротивления гидравлического тракта пневмометрического зонда 1 с измернтельной линией 2 при амплитуде дав- ч ления РР:10- угол натекания потока наРзонд и /3 = Е (".), определяют действительныезначения давления в потоке в приемном отверстиизонда (фиг. 4) следующимобразом.Например, при Аиксированном знаении времени ь, (фиг. 3) определяютугол натекания потока на зонд Ь 9,затем по граАику (фиг. 2) определяюткоэффициент Ч" и вычисляется давле 1 %ние Р =Р . Полученную завиофсимость Р о от времени С интегрируют за период пульсации и в резуль"тате получают погрешность, связаннуюс изменением угла натекания потокана зонд,Составляющие погрешности на несимметрию сопротивлений гидравлическоготракта пневмометрического зонда сизмерительной линией рассчитывают,исходя из решения дифференциальногоуравнения .колебаний жидкости в трубе: ЬР Сгде где 2 - длина гидравлического тракта; ч - объем гидравлического тракта; а - скорость звука,Р = сд Р ,авление во, входном отверстии зондаИ) = КР,. сови +ф,где ЬР - разность давлений ЛР=Р -Р15С - скорость потока воздуха,истекающего из пневмометрического зонда 1.Для определения коэффициентасопротивления гидравлического тракта пневмометрического зонда 1 с изме 20рительной линией 2, при амплитудедавления Р 2 ( Р, закрывают вентиль 8и открывают сливной вентиль 11, регулируют расход сливаемой воды до момента установления давления воздуха25в рабочей камере 7 Р 2 ( Р.Измерения параметров и расчетыискомых величин проводятся аналогич-но приведенным, т.е. определяют козАфициент сопротивления гидравлическо- З 0го тракта пневмометрического зонда 1с измерительной линией 2 при прохождении через него потока воздуха в .прямом и обратном направлениях,Далее. расчетным путем определяют 35погрешность измерения, которая состоит из двух составляющих на угол натекания и на несимметрию сопротивленийгидравлического тракта пневмометрического зонда 1 с.измерительной линией 2.Погрешность на угол натеканиянаходится следующим образом. Р, - давление на выходе из измерительного тракта;Ь - удельный коэффициент сопротивления, Ь =Р 2 рР Я - собственная частота колебаний потока без трения и45 где М - вынужденная частота колебаний;- фазовый сдвиг.При колебаниях потока с трением собственная частота определяется по формуле с=Р; /Р:Ц ф,вязкость нт сопающийправле удельный коэффици ротивления, учитыв влияние концов и н ния течения в труб Строят зависимость изменения угла натекания потока на пневмометрический зонд от времени (Аиг. 3), Используя зависимость, представленную на фиг. 2,. выраженную в виде гистрируемонерасчетномиягистрируеморасчетномия; давление, р зондом, при угле натека давление, рзондом, при угле натека 0 в = ср где 4. 1,р"аср 0осрУсловием склейки решений являетсяравенство Р (О) = Р (Т), где Т - период пульсации, которое достигаетсяподбором Р(О).Полученная зависимость Ринтегрируется с учетом различия сопротивлений гидравлического тракта.В результате интегрирования получают среднее давление Р, котороесравнивают со средним и получают О погрешность д Р .Суммарная погрешность определя-ется алгебраическим суммированием,так как йР может иметь лубойзнак - это зависит от конструкции 1 приемной части зонда, а Ь РЬ имеетвсегда отрицательный знак. Расчетыпогрешностей Ь Р осуществляютсяна ЭВМ.1190223 Подписи каз 6970/44 Тираж 89 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 илиал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель А. Соколовскийдактор Н. Бобкова Техред З.Палий . Корректор М. Максимишинец