Дейч М.Е. - Техническая газовая динамика (1062117), страница 81
Текст из файла (страница 81)
2пс Термоприемннк, введенный в область заторможенного потока, из-за теплообмеиа с внешней средой и неполного торможения будет иметь некоторую температуру То ограниченную пределами Т с Т,ц Ас' с, Т и определяемую уравнением Т, = Т+ г 2 ' где г(1 — коэф. » иг„ фицйент восстановления термонрнемннка. Измерив температуру Т, н зная из тарирово ~ных испытаний величину г, нетрудно подсчитать истинную температуру торможения Т, по формуле Ас' т =т + — (! — ).
» г 28с Р Основные требования, предъявляемые к термонасадку, сводятся к следующему; 1) ~величина г должна быть ~возможно ближе и ццинице, так как при г=( Т, Теи 2) величина г должна оставаться неизменной в возможно более широком диапазоне чисел М и Ке; 3) габаритные размеры термонасадков должны быть минимальными. Кзк правило, чувствительным элементом термонасадка служит термопара.
В последнее время получают распространение полупроводниковые термоэлемеиты (термисторы), обладающие более высакой чувствительностью. На рис. 10-7 и 10-8 приведены некоторые схемы и характеристики термоиасадков, наиболее подходящих к условиям экспериментального наследования проточных частей гурбомашин. Для исследования тнмперазурных волей за ступенью можно рекомендовать термоизсадки типа г, обладающие весьма стабильиымн характеристиками. Талие насадки нечувствительны к углу акоса потапга !э пределах ж(10. 12)'. Лля измерений в зазорах ступеней т)зрбомашни наиболее подходящим является термонасадок типа б.
Неоколнко улучшенная модификация папаречио обтекаемого малоннерционнаго насадка, даюускающего измерения при повышенных давлениях с полной гнрметизэцией, привязана на рнс. 10-7,в. Один электрод этого,нз~сндка выполнен в эиде тонкоотенной, например медной, трубки 1размером 1,!Х08 мм, внутри иоторой н фарфоровой соломке иставлен второй электрод. .После установки инупреннез'о элмгпрода торец трубки зашлифааыванпся и покрывается тонхим слоем электролитнчеслой меди. гСпай» такой тврмопнры при диаметре внузреннего электрода по- 629 Л 5 А Ю О М Ф о С Ж Р Я к с И о 2 А й О Е о й, Ф б" 1 о й О газо 2 а О. ~ о ;, О.
(~ О. Ч О О Й х й о о С Е 6З! рядка 0,05 мм обладает ничтожной инерцией, а сзч термоприемпик весьма легко уплотняется. На рис. 10-8 приведены конструкции и характеристики иасадков, применяющихся при больших сверхзвуковых скоростях и значительных температурах Хорошие результаты показал насадок типа а. Корпус экрана и чувстзнтельиого элемента этого насадка выполнен из мварца, покрытого слоем платины, что значительно уменьшает конввктивный и лучвстый теплообмен при высоких значениях Т,, Для измерения темпоратуры торможения в пограничном слое и в потоках с малым живыч сечением ~может с успехом применяться термонасадок в, однако изготовление насадка столь малых размеров представляет определенные трудности При исследованиях в области повышенных температур, где приходится очитаться с лучистым теплообменом, может быть мополь. зован термонасадок г, нечувствительный к скосу потока в пределах ш12' и экранированный двойным акра~ион При сравнительно болыпнх размерах исследуемого поля удобно применять комбинированные ~насадки, дающие одвавременно значения двух и более пара~метров Накоторыс конструкции таких насадков приведены на рнс !0-9 Насадок а применяется для одновременного измерения давления полного торможения и направления плоского дозвукового потока Насадок б широко применяется з МЭИ при одновременном измерении давления полного торможения и нз~п~равления плоского дозвукового и сверхзвукового потоков и является наиболее совершенным из насадков подобного типа.
Гребенчатый насадок удобен при измерении давлений полного торможения в потоках с малым изменением углов по сечению. Дисковый насадок может применяться для одновременного измерения статического давления и направления плоского потока. Насадки а и б на рнс 1О-!О применяются для одновременного измерения давления полного торможения н статического давлелля Насадок з, состоящий из трубок полного торможения и трубки Вентури, нечувствителен к углам скоса позока вплоть до 40 — 45; что делает его весьма удобны~м в ряде экспериментов, где поворот насадка для ориентации егб оси затруднителен. На рнс 10-10,г представлен комбинированный насадок для измерения давления и температуры полного торможения, предложенный И.
Цубером. Процессы, протекающие в ступенях турбомашик, являются периодически иестационарнымн Поэтому значительный интерес пред. ставляют методы измерений параметров неустановившихся газовых потоков '. Так кзк при исследовании нестационарных процессов приходится иметь дело с частотами, достигающими тысяч герц, непосредственное измерение параметров обычными приборами становятся невозможным. м ы м г ч ы он мы ы, ыно ы о м о ы й Я 2 До я о ы о о.
ы ИмИ йыы 1о М ч по ов ы' О , й О1 о м о мы ы й и м ' Ниже рассмотрены только некоторые из числа разработанных способов измерений в неустанозившихся потоках. Электрические схемы измерительных устройств, описанные в прилагаемой слецнальной литературе, выходят за рамкк книги и не расоматридаютрж 632 о о и о Ю м К ь 6 о и о, о ю м о и ь Э я и о И л м ~О о о. , ° В о и о ы: о Ы а В этом случае пользуются специальными малоинерционнычн насадками, однозначно преобразующими измеряемый параметр в ток илн э.
д. с некоторой велич~ины По измвнвнию во времени тока или э. д. с судят об изменении измеряемого параметра. В основу проектирования чалоинерционмого насадка с электрическим преобразователем могут быть положены разные физические принципы (изменение сопротивления, емкости и т. п. в функции, например, давления) Желательно, чтобы выбранный принцип обсспечивзл измерение возможно большего числа параметров нестационарного потока Для возможно более точной регистрации формы исследуемого процеоса собственная частота преобразователя долж~на по меньшей мере иа порядок превосходить максимальную частоту изченевия исследуемого пзраиеъра. Усилительная аппаратура, обычно применяемая совместно с датчиками, должна иметь линейную частотную харпктеристику. Осуществление усилительной и регистрирующей частей изчери. тельной установки с подобнычн вребованиями пе представляет особеиных трудностей, но высокая собсввенная частота восприничзющей системы преобразователя достигаетсн 1елсгко.
Насадок должен обладать возможно болыпей чувствительностью, линейностью характеристик в области измерения, стабильностью во вречени, допускать температурную компенсацию и иметь минимальные габариты В целом измерительная система должна допускать однааремеяные измерение и фкксацию различных парамевров и нескольких точках для выявления временной связи между ними, быть по возможности вростой в эксплуатации и нечувст1витетьнцй к механическим, тепловым и электрическим внешним воздействиям. Ооисеная врудность в создании подобной аппаратуры заключаеася в удовлетворении всех нли во всяком случае большинства этих пребований.
Для измерения в ядре попока быстроперемвчных давлений ~полного торможения, статических давлений и угле~в в МЭИ разработана серия малоинерционных насадков с тензомеврическими преобразователями, один из них изображен на рис. 10-11. Собственно насадкам такого прибора ц является короткаятрубка полного торможения. Преобразователь давления в э. д. с. располоткен в малогабаритной коробке 1 обтекаемой формы, укрепленной на линзовой держаике. Пульсирующее иэмерягшое давление подводится под мембрану 2, на обратной старане которой намотан спиральный темзомеврический датчик сопротивления 3. Диаыеяр слюдяной мембраны — около 5 мм, толп!низ 0,012— 0,050 мм Спиральный теизометрнчеокий датчик диаметром 3 мм измотан из константаиовой проволоыи И 0,03 мм и имеет сопротивление 100 ом, Тензодатчяк включен в мостовую входную схему измерительного устройства, состоящего из стабилизированного блока питания, электроияого многоканального усилителя и осциллографа.
Описываемые насадки с тензопреобраэсмателями имеют вполне удоилепворительные характеристики. Это иллюстрируется приведенной на рис. !О-П,б осциллограммой, полученной на специальной таряровочиой устамояке, дающей эрвмяцеидальиые выпульсы давлеяия разных величины и частоты. 635 одной нз важнейших характервстнк является собственная частота колеба- Как указьвалось выше, насадка с преобразователем иий упругой системы. Повышения собственной чвнвя его относительной чув б) Ркс. !0-П. Тензометрический насадок для измерения давления торможения к результатм тарировкн.
частоты преобразователя и увелиствительностн можно достигнуть, заменив тензометрический принцип измерения деформации мембраны емкостлым, не требующим расположения на мембране какойлнбо дополнительной массы. В МЭИ разработаны образцы малоннерционных насадков с емкостиыми преобразователямн. Принципиальная схема преобразователя ясна из рис. 10-12. Подвижным электродом преобразователя служит слюдяная мембрана У, покрытая тонким слоем алюминия. Неподвижный электрод 2 тщательно изолирован от корпуса. Рабочий диаметр мембраны 5 лл.
Усилительную электронную схему удобно располагать непосредственно на державке насадка, так как это избавляет от погрешностей, возникающих из-за переменной емкости соединительных проводов. ботать непосредственно ла шлейф осциллопрафа без электронных усилителей, Индуктивные преобразователи позволяют мзмерять как постоянную, гак н переменную составляющие дамлення и особенно удобны в случае необходимости многоточечных дистанционных измерений. Рис. 10-!2. Насадок с емкостным преобразователем. Длн измерения переменных давлений на повервиостях обтекаемых тел весьма широко применяются индуктивные преобразователи. Несмотря ма относительную сложность их нонструкцви, опн удобны тем, что при соблюдения ацределелных условий могут ра- 636 Рис 10!в.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
