Устройство для моделирования обтекания круговых решеток лопаточнб1х профилей

ПАТЕ 11 . 3- Х 1.ИЧ:."СКА 1 б и ека А о й ЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Ссветскик Социалистическив Ресру 4 дикК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваМП К 6 06 а 7144 Заявлено 27,т(.1969 ( 1340309/18-24) с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 26.1.1971. Бюллетень6 Дата опубликования описания 18.111.1971 Комитет оо делам изооретеиий и открытий ври Свввтв саииистров СССРУДК 681.333(088.8) Авторыизобретения А. О. Дитман, И. М, Гражданов и Б. А. Парфенов Ленинградский институт водного транспортаЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ КРУГОВЫХ РЕШЕТОК ЛОПАТОЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ Изобретение относится к области аналоговой вычислитсльцой техники,Известно устройство для моделирования обтекания тел, которое це дает возможности исследовать вопросы обтекания невязкой цсскимаемой жидкостью вращающихся и неподвижных решеток лопаточных профилей. Предложенное устройство для моделирования обтекания круговых решеток лопаточных профилей методом электрогидродицамичсской аналогии отличается тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в цем генератор однородного псременного магнитного поля выполнен в виде соленоида конечных размеров, витки которого подключены к блоку емкостей, а тороидальные трансформаторы по числу лопаточных профилей в моделируемой решетке, содержащие обмотки, экранирующцс область, занятую магнитопроводом, подключены через последовательно соединенные усилители мощности и фазовращатели блока питания к генератору звуковой частоты, причем нуль-индикатор и усилитель измерительного блока через потенциометр связаны с фазовращателсм блока питания, а системой индукционных и контрольных датчиков соединены с исследуемой моделью, при этом контактная шайба исследуемой модели соединена с прямоугольным листом фольги, подключеццым через усилитель ц фазовряцьятсль олокя питания к генератору звуковой частоты.На фцг. 1 изображена блок-схема устройства для моделирования обтекавя круговых 5 решеток лопаточцых профиле 1; ца фцг. 2 -схема стенда; ца фцг. 3 - электрическая схема измерительного блока.Устройство для моделирования обтеканиякруговых рсцеток вращающихся профилей 10 включает стенд 1, олок 2 пцтацця и цзмсрительцый блок 8. Стенд состоит з гсцсратора 4, сплошной контактной шайбы 5, тороидальцых трапсфор 1 аторов (, салола 7 ц модели 8 (фиг. 2).15 Генератор 1 создаст однородное псрсмсццосмагнитное поле. Оц выполцец в вцдс колсоатсльпого контура, Об 1)язусмо 1 кятупко 1 9 ц батареей 10 емкостей. Лля умшьшсцця габаритов устройства катушка 9 цавцвястся в 20 вцдс цилиндра. Чтооы создать рядцяльцосэлектрическое псле, в модели 8 в центре столя 7 закреплена сплог 1 царя Оптатца 1 шяцОя д. Тороидальцыс тряцсформят 013 Ы 6 Встявлецы в отверстия, вырезанные ьдоль контура 25 стола 7 для создания ццркуляциоццого электрического пол я в модели 8.Тороцдальцыс трансформаторы (, содержатцамагццчцваОщцс обмотки, создаюцис трсбуемую величину циркуляции вектора цацря жсшости, и обмотки, экраццрующцс элсктро 294154магпИТ. П 3)31 ЭТО)1 ПЛОСКОСТЬ Э.Сит)0)сПИТОВ ДОЛЖНЯ СОВПЯДЯТЬ с исчп 1)33 Лснпс)1 ВПСШПСГО ОД 303)ОДНОГО ПС.С)СИНОГО МссПТИОО ПОЛ 51, а экранируюцис осз)огк и симмсгри шых относительно Всртик 2 лы 10 Й Оси сск 10 ях ДО,1 жнь 1 иметь противоположныс направлепия.Влок 2 питания копструкпвно оформлен в виде стойки, в которой укреплены генератор 11 звуковой часготы, фазовращатсл; 1) 15, у сил итсл и 16 - 19.Генератор 11 сиззхронизи 3)мст 1)счс)отз всего устройства, Фазовращатсль 12 1:озволяст измеп 51 ть фазм Опорного папряКсии 51. От уси;1 И- тели 16 питается генератор 4 и рсгулирустся интснсивиость Од 10 ОДНОГО исс)синОГО )1 агнитного поля, С помощью фазовращатсля 18 и усилителя 17 мснястс 5 по фязс 3 зс,иИс напряжение, питающее намагнчиваощис объОтки тороидальных трансф 03)маторов 6. Фазовращатель 14 и усилитель 18 обеспечивают регулировку но фазе и вели шнс напряЖЕНИ 51, ПОДЯВЯС)10 ГО Иа ЭКРсНИРУ 1013 ИЕ ООМОТ- ки тороидальных электромагнитов 6. Фазовращатель 5 п усилитель 19 позволяют измс- НЯТЬ ф 23 У И 13 ЕЛ И 1 ИНУ НЯП 51 ЯССНПОСТИ Рсзд 1- ального электрического поля.Измерительный блок (см. ф 3 Г, 3) вклюасг потенциомстр 20, усилитель 21 нз ль-ии.икатор (осциллограф) 22 и датчик 28 (см. фиг. 2),Потенциомстр 20 смонтирс)ван в мсталлп еском зсорпусе. Тумблер 24 с.зжи;Л 53 перссЛючспИ 51 ПОЛ 511)ОСТИ ОП 03)Н 010 нсир 5 ЖС 1 и 51, тумблер 25 - пол 51 рности измеряемого наир 51- ЖСНИя. ВоздуШ 11 Ьй ТрясфорМсзюр 26 СЛЗЖ;11 ДЛЯ 3 СОМПЕНСЯЦ 1131 РСЯКТИВ 3031 СОСТс 1 ВЛ 5110 ЦСЙ из 3 срясмого няпрякс 113 я. КсчтуНксч 7, Вынесенная за пределы корпуса ноге щиомстра, позволяет компенсировать индукционные паводки. Сопротив.чсние 28 и ндуктивосчь ТРЯНсфоМЯТО2 26 СОСТЯВЛ 51 От 1)с 130;)сзспСП)3 яЮщуО цСПО 1 Ку, С СопрогзВ.ЧЕИя 28 ЯКТИВН 25 СОСТЯВЛЯ Юи 25 0110 РНОГО НЯП 3) 5 ЖС 1 И 51 НО. ступает на делит ли пап) 51 ксн 131 (дсг и 1 сл 1- множитсль 29 и ДСКЯнь 3 ДСЛ 31 ель О) Дл 51 срявпеия с из)1 ер 53 смы)1 напрясспис)., Гси- ТСЛИ НЯПР 5 ЖСНИЯ 35 С 10 Т ШКЯЛЫ С ДСЛСИ 51 М 31 ДЛЯ ОТСЧСТЯ ВЕЛИс 1 ИПЫ ИЗ)СР 53 СМОГО Ии)53 КСНИ 51, ДЛЯ УВСЛИЕНИ 51 УВС 1 ВПТСЛЬОС 1 И ИЗ)1 С- рительной схемы разность опорного и измс- РЯЕ)ОГО НЯПЯКСНИЙ ПОДЯСТС 51 На УСИЛИГСЛЬ 21, а затем просматривается на осциллографе 22, В зависиости От выполн 5 смоЙ ОисаЦии употребляотс 53 23;Нчные Датчик 3 28.НапГ)яженность электр и 1 сскОГО НО;153;а )10. ДЕЛИ И 331 ЕРЯЕТСЯ КО 1 Т 21(ТНЫ) ДЯТЧИ 1 СОМ С 113 УМя ИГЛяМИ, ИЗОПОТЕЕцияльЫС ЛИНИИ 1) а,Ис 1,1 Ь. ного электрического поля и внешнего ш дук- ЦИОППОГО Электр исССКО 0 ПОЛ 5 Т 03)ОИДсл 111 ых электромагнитов строятся о;нозголь Ятым контактным датчиком со щупом. Силоыс ли- ИИИ ЭЛЕКТРисССКОГО ПОЛЯ ПЯ 3 ОДС;1 И С 051 ТС 5 усовершенствованым п 05 со)3 РогоьсОГО. Л 3. нии равных наведенных потенциалов в лисах фОЛЫИ Ъ 10 ДЕЛИ СТРОЯТС 53 С ПО)ОНЫО Дс 1 ИКс со щупом. Одпоро,ость )агни)33)го ноля в кссгз шкс 9 13 овс5 с 051 11 и;з сц:Оины)1;ст;и- КО). Пн,з кциОииы)1 ят 1 ико)1 к 0,1 ЦСВОГО и Ис )ОЖИО КОНРАЙ;1 И 013 сЬ ПО)15 РНОСТЬ ВК.1 ОС 5 ни 51 тооидальных эгсст)0)12 ПтОВ 6, насграивагь и ко Гролирозаь экранззруОщ 3 С 00)ОТКИ Э 1 ИХ ЭГС 1",Г 0)21 НИТОВ ОПРСДСЛ 51 Т 1 1 И 1 УЛ 51 ЦИ 30 33 с 11151:КСИНОС 1 И Э.чсСТИЧССКОГС) пол 51 ьОК у них, ИЗ)1 с 5 ть,1 сЙстВМ 10 Псс Зня 10 С 1 ИС ОГОЯ 3 си)5 ЖенноСИ ЭЛЕСТр 11 ССКОГОПОЛ 51 Ис МОДСЛИ.П 53)10 м 031 ьиьп Лист фОлыи 8 (сз. фп 1. 1)ОТО) 31 И ВК) ЮЯСТС 51 СРСЗ ПИНЫ:1 ОСГС;3 0332- тслы 10 с )10 дслью 8 дл 5 Оисдсчсиия интсп 15 сивиосГП ПООка пап)5 жсинос 1 и ЯДЯлы 10 ГОЭЛСсТИССК 010 ИОЛ 51 В )10 ДСЛИ, СКОМЕНДМСТС 51 выносить по возмокОсти дальше от цилиндиссОи кагзшки 9.В СГ 1 ус 1 сзе )ОдесИ)овсзин 51 ООТСКяпн 51 ИСПОд20 вижпых коз гоьых ренСток лснато шых профилсй ОСПОвныс ьлоки мстОЙства Осгаютс 51 исжни)1 и. Силошис 51 контактная пс:иоя 32- мсияес 51 КОптяктпОЙ иЯИООЙ с ПО)10 щью ко.ТО)01 зс 1 Дс 1 С 1 СЯ 1)33;ИсчЛЫ 10 С ЭЛСКТРИ 1 ССКОС ПО.25 ле в листах 0,с.и Д 31 сксиьм спосооом.Тороидальн,333 элсктромаг:и, помещенныйВ ОГВССТ 1 С КОНТс 1 СТ 310 И ШЯЙОЫ, СОЗДаСТ В 13 СШ" НСС ИДУКЦИОИ НОС ЭГ 1 СКТИ 1 ССКОС ПОЛС В )10 ДС.ли. Цспраль:ый тороидальш Й элсктромаг 30 НПТ нзТс 1 сС 53 и 1) СГуЛИ) уСС 5 П) и ПОМОЩИ уси 51 ИТСЛ 51 1/ И фсчЗОВ 2 ИсТСЛСМ 13. 3 ССЯТО 4 з эом случае не работает.Г)ассмотрим подгоовку устройства к экспс33 МСнсч)1. Г 1:1 3 ЗГО 0 ЗЛСПИИ МодСЛ 8 В Од 35 ИО)1 И;3 СС ЛИС ГОЬ 1 Зь;СЗсзОТ ИО 1 СР ГЕЖЯ) 3 Сследуемые лонпочи ыс профили решетки.В цси 1)с )10 дсг 1 и в 11 рсзястс 51 Отвсрстис дл 51 СНЛОППОИ КОНГсчСно 3 П 2 бы ЬЧ ЧОДСЛЬ 8 32- крспляют на столе 7 (см. фиг, 2), и все устройство шслючают з сеть переменного тока напряжением 220 и. Регулируя выхо,чное напря;лени успли Гсл 5 16 (см. фиГ. 1) и дсля 51 замерь 1 иидмкииоиым дс 1 т 1 иком 28 кольцсвс)го ти 312, устанявлиьак) г требуемый режим гсисрато 3 4Измсрпслыый олок 8 работает при этомследуощим ООГ) 230)1. 3 13 ме яеъ Ое н 2 и 5 жсние поступает с дспчшса 28 через тумблер 25 па дека,1 ый делитель 80, Опорное напряжение50 с олока 2 питашя через тумблер 24 перехо.дп на фазорасщспляющую цепочку (26, 28), Су)ма изморсмого и двмх регулируемых наи)51 кси 1 Й, спи)я с)1 ых с декаднОГО дел 3 сля и 3 г 03) 31 ПОЙ ОЬс)10 ТКИ ВОЗДМ)НОО Т)сисфо Ма 55 ГО,) с, ПОДЯС С 51 Пс НУГ 1 Ь.ИН а И Кс 1 ОР. НЯВОДКИОТ 13:СИИС 10 )131 Н 1 Г 1 И 010 ПО;Я ) СТ 1)ЯНЯ 10 ТС 51 К 2- тмшк 011 2/, Су)1)12 331 ср 51 сОГО и ОпорноГО наиряжспзй ) сичизается и просматривается3 я О Сц ИЛ Л О 3) с 1 ф С. В СЛ И И И я И 3 )Е р 51 С)10 Г 0 Н я 60:ряжения пропорциональна числу лечений налимбах делителей 29 и 80 напряжений.Измеря; КонтакПым датчиком с двммя игЛсМИ ИсчнР 51 КСНОС 1 Ь ЭЛСКТ)нССК 010 НОЛ 53 ИЯ пря)10 згольиом л 1 сгс фольги 81 и сгмл 33 мя65 выхОДПОС не 1 р 51 сснис усилитс:Я, , станаВ 294154ливают требуемую интенсивность потока напряженности радиального электрического ц 1- ля в модели 8.С П 01 ОЩЫО ИНДУКЦИОННОГО ДЯТЦКЯ Ц фачйвращатсля 16 проверяется однородш 1 ст 1, переменного магнитного поля В катушке 9.После этого в вырезы, имитирующие Гцшяточные профили, вводятся тороцдаль:цяс трансформаторы 6. При помощи регулировки режима экранирующих обмоток тороцдальцылх трансформаторов 6 фазовращатслем 18 и усилителем 17, а также измерений, проЯво;11- мых индукционным датчиком ц ццдгкпцоццьм датчиком колы 1 СВОГО типа, устянавлцвастс 5 прежнее значение интенсивности переменного магнитного поля в катушке 9.Условие, аналогичное условию 1 ацль 1 гццаЖуковского, выполняется прц нулевом зца - чснии напряженности суммарцого электрического поля ца задней кромке вырезов, которая измеряется контактным датчиком с двумя иглами. Величина и фаза напряжсшостц шркуляционцого электрического поля регулируется усилителем 18 и фазовращатслсм 11.Так подготавливается устройство для исследования суммарцого потока цсвязкой цс- СКИЯСМОИ ЖИДКОСТИ ВО ВР 2 ЩЯ ЮЩЦХСЯ Х 1 1 0- вых решетках. Но предлагаемое устройстго дает также Воза 0)кность исследовать каждое из составляющих полей в отдельности.Для исследования потока нсВЯЗКОй цсгжцмасмой жидкости в неподвижных круговых решетках сплошная контактная шайба 6 заменяется контактной шайбой. В отверстие контактной шайсы заправляется тороцдальный трансформатор. Генератор Выключается, а фазовращатсль 18 и усилитель 17, который питал экранирующие обмотки тороцдалыцях трансформаторов, подсоединяются к торо, - дальному электромагциту.При помощи предлагаемого устройства исследуется распределение скоростсй г 1 о лопаточньв профилям в решетке ц в чсжлопаточны,; каналах. Для этого замсряются напряженности электрического поля;а модели в намеченных точках контактным зондом с двумя иглами. Последний устацавлцвастся при замера:( так, чтобы измеряемая точка находилась между игламц.Методика 221 еров цяпрякспцосц элсктрцчески.( полей одинакова для суммарных ц составляющих электрических полей модели, для вращающихся и неподвижных решеток.Линии тока суммарного электрического ноля на модели 8 строятся следующим образом. Один конец усовершенствованного пояса Роговского ставится в произвольной точке ца модели. Другим концом отыскиваются то Кц линий равного потенциала вызванного магнитного поля, которые соответствуют точкам сцлОВНх лцццй элсктрцчсскОГО ИОля модсли.Прц этом однородное псремсцнос мапнтиос полс катушкц 9 нс Влияет ца показацця пояса РОГОВС 1(ого. Тс 1 жс хСтодом 10)кно построить 5 силовые лц 1 цц составл яю 1 цпх электрических(10 лс ца модели как в случае ьращающцхся (так и В сл яс неподвижных) крГОВ 11 х решТо( лонаОчи:1:( профилей.В случае Вращаюгццхся решеток для ццр к ляццоццого ц радцальОГО элсктрцсскцхполей лцшш равных потенциалов строятся с помоцью одцоцГольЯТОГО контактцоГО датчика со щупом. Датчик устанавливается в произвольной то Кс ца модели, а щупом отыски ваотея точк,: с тсм же потенциалом,Линии равь:х наведенных потенциаловстроятся датчь(оч со щупом. Последний закрсплястся В центре модели осевым контактом, а псрсдвцжсццсм щупа по линейному контакт отыс(ива ются точки раВных ИЯВедсццых потснццалог.В случае цсцодвцжных решеток линии равных потецшалов строятся тем же методом, что и для су.5 арных ц составляющих элект рцСскцх цолс 11 ца:5 Одели.Для опрсдслсцпя попсмцой силы лопаткиНдук 1,цоц 1;1 й датчик кольцевого типа надсВастся ца торо дальный трансформатор 6.Вслцчцца э.д.с. в датчш(с пропорциональна 50 вслцчццс по;15 ьс.Ной силы лопатки. Предмет цзооретенияУстройство для моделирования обтекания З 5 круговых рсчцсток лопаточных профилей методом электр огцдр одинамцчсской аналогии, содержацсс:О ель псслсдчс 10 ГО поля, блок пцгянця, торопдальцыс трансформаторы ц цз 1 чсрцтелы;ьй блок, от.1 чаюцееся тем. что, с 40 целью расНцрспця класса решаемых задач, вцсм генератор однородного переменного магнитного поля выполнен в впдс соленоида ко 1 счцых размеров, витки которого подключены к блоку емкОстс 11, 2 тйрОцдальные трансфор маторы по числу лопаточных профилей в моделируемой решетке, содержащие обмотки, экрагИроццс ооласть, занят 10 12 гццтопроцодом, подклк 5 чсцы через последовательно соедццсцн(яс усилители мощности и фазовраща тслц блока питания к генератору звуковой частоты, Т 1 рцчсм уль-индикатор ц усилитель измеритель;ого блока через потенццометр связаня с фазовряцЯтслс.1 Олока питания, а сц 1 сте.Оц ццдкццоццьх ц контрольных дят чиков сосдццсцы с исследуемой моделью, приэтом контактная шайба исследуемой модели соединена с прямоугольным листом фольги, подключенным через усилитель ц фазовращатель блока пцтацця к генератору звуковой 60 1 астоты.294154 фиг актор Ю олякова пограф р. Сапунова, 2 Изд,274 ЦНИИПИ Комитета Составитель Е, Тимохина схред А, А, Камышникова Корректоры: О, С. Зайцев и О. И. УсовЗаказ 609/4 Тирани 473 Подписное делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Чосква, Ж, Раушская наб., д. 45