Нестационарные процессы в аэродинамике. Пульсации и давление на срезе кольцевого сопла (1163170), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Погрешность в определении частот слагается из погрешностей: анализатора- ~1 /о, самописца - ~2;4, она равна 20;4. 3.3 Краткие сведения об электронной аппаратуре, приборах и устройствах. И като ы и егис и ие п ибо ы. Всякий тракт измерительного комплекса включает в себя индикатор, показывающий значения измеряемой величины или регистрирующий прибор, оставляющий запись проведенного измерения. Наиболее распространенными в практике индикаторами являются вольтметры. Для регистрации сигналов могут быть применены фото приставки к осциллографам, магнитофоны и быстродействующие самописцы уровней.
Широко используется запись с помощью самописцев уровней. Динамический диапазон их может достигать 75 дБ. В данной работе использовался индуктивный дифференциальный датчик давления (рис.9). Конструктивно датчик представляет собой цилиндр диаметром б мм, высотой 5 мм с двумя выступающими трубками. Внутри цилиндра помещены две катушки индуктивности Ь1 и Ь2, между которыми находится чувствительная мембрана М.
Деформация мембраны пропорциональна разности давлений ЛР = Р1 - Р2, где Р1 и Р2 давления, подаваемые к трубкам. Максимальный перепад давления для используемого датчика составляет 0.25 ата. Сопротивление обмотки датчика Х =К+3 а Ь, где К - активная составляющая сопротивления (величина, зависящая только от диаметра, длины и удельного сопротивления провода катушек); хь = 3 м Ь - индуктивная составляющая сопротивления обмотки (величина, зависящая от частоты источника питания и индуктивности), при сближении мембраны и обмотки индуктивность последней возрастает. Обмотки датчика включены в мостовую схему "'мостик" Уинстона, (рис.10), где К вЂ” коэффициент усиления тензометрического усилителя.
Мост питается напряжением с частотой ~'=35 кГц. Перед экспериментом мост балансируется. Условие баланса моста Х1 * Х2 = г г На (рис. 11) показано крепление датчика пульсаций давления на пластине. Использование трассы "капилляр - демпфирующий объем — трубка" обеспечивает осредненное давление в одной из половин датчика. Датчик фиксирует толь- ко пульсационную составляющую в диапазоне частот от десятков Гц до 4 - 5 кГц.
П иемники колебаний авления (в данном случае индуктивный дифференциальный датчик) характеризуются; - способом преобразования пульсаций давления в электрический сигнал (электродинамические, пьезоэлектрические, электростатические и т.д.), - величиной осевой чувствительности - отношением напряжения холостого хода, развиваемого датчиком к давлению гармонической волны, падающей в направлении этой оси волны, - направленностью и распределением чувствительности датчика при падении волн возмущения под различными углами, отнесенной к его осевой чувствительности, - уровнем собственных шумов датчика, опредсляемым относительно напряжению 13ш, возникающего под воздействием сигнала с давлением Р, где 1)ш напряжение шумов при отсутствии полезного сигнала, - частотной характеристикой и зависимостью чувствительности от часто- ты, - габаритным размером, немаловажным параметром в технике аэродина- мического эксперимента, - степенью чувствительности к изменению условий эксперимента, - влияние вибрации, колебания температуры, влажности и т.д.
Совокупность перечисленных характеристик и определяет выбор того или иного датчика для проведения эксперимента. Используемые в данной работе индикаторы типа шумомер ИШВ-1 предназначены для измерения интенсивностей шума при наличии собственного микрофона (М-101) до уровней порядка 130дБ. Фиксируемый частотный диапазон 20-10000 Гц при равномерности в этом диапазоне равной 0,5дБ. При замене микрофона датчиком шумомер нуждается в предварительной тарировке. В работе кроме индуктивного датчика используются два потенциометрических сильфонных датчика давления типа МДД для измерения давления Ро в форкамере сопла и давления Р, на срезе сопла. Регис ато овня типа Н-110 предназначен для непрерывной записи сигнала меняющегося по интенсивности в логарифмическом масштабе уровня пульсаций давления при полосе опрашиваемого фильтра 7 Гц в диапазоне от 100 Гц до 200 кГц.
Запись производится на специальной перфорированной ленте, имеющей графления по оси уровней через 5 дБ. в коо натный самопи ий егис ато ПДС-021 М позволяют по- лучать зависимости двух величин Р, = 1 (Р~). Этот регистратор работает от любых датчиков и усилителей с сигналом на выходе по Х вЂ” входу порядка 5 мВ- 250 В и 7 мВ - 350 В по У - входу. Время прохождения каретки всего поля по оси Х -1.5 сек, по оси У - 1сек. Размер диаграммы 250х350 мм. Следует отметить некоторые особенности регистрации сигналов с помощью измерительных магнитофонов.
Магнитная запись представляет собой универсальную регистрацию исходных данных, т.к. при воспроизведении можно осуществить индикацию и регистрацию их любым из известных способов, Кроме того, воспроизведение может быть многократным, что позволяет осуществить практически любой анализ (амплитудный, спектральный, корреляционный), не повторяя эксперимент. В условиях нашей задачи, когда время анализа значительно превышает время эксперимента, магнитная запись ставится обязательной. Измерительный магнитофон по сравнению с бытовым магнитофоном должен иметь некоторые отличия: Он должен иметь устройство для ступенчатой регулировки уровня записи и воспроизведения.
(Плавная регулировка, применяемая в бытовых магнитофонах, не позволяет получать точные количественные соотношения при воспроизведении); необходим точный прибор для индикации (желательно со шкалой, проградуированной в дБ); должен быть предусмотрен калибратор, обеспечивающий контрольный уровень записи на ленте; должна быть предусмотрена также возможность использования различной скорости движения ленты; нелинейные искажения и детонация измерительных магнитофонов должны быть минимальными, а частотный диапазон по возможности более широкий. Ниже приведены некоторые параметры используемого в эксперименте магнитофона типа М-1б8; -количество каналов регистрации — 5 -диапазон измеряемых частот от 1 Гц до 20 кГц (два поддиапазона; 1 — от 1 до 1000 Гц, 11 — от 100 Гц до 20 кГц); -допускается "кольцевая" запись; -скорость движения ленты - 38.1 см/сек, -суммарный коэффициент детонации не хуже 0.25 %, -номинальные уровни входного сигнала 0.4 - 5 В, -номинальное выходное напряжение сигнала 3 + 0.2 В, -входное сопротивление - 100 ком, -коэффициент нелинейных искажений 1.5 % вес аппарата 480 кг.
Анализато спек а ~ в данном случае СК -4-20) - аппаратура, позволяющая определить спектральный состав исследуемого сигнала. Различные анализаторы и спектрометры имеют свои характерные особенности в своем устройстве: 1.Набор фильтров со ступенчатым переключателем. Такая система осуществляет последовательный анализ. Фильтры выполняются с постоянной относительной шириной полосы пропускания 1окгавные, полу октавные и треть октавные). Для октавы верхняя частота в два раза больше нижней, а треть октавы вершины.~в!1~ = '/2 =1.25992 Средние частоты интервала являютсд ареднегеометрическими значениями гра— 428 — 141 ничных частот.
Для октавы .'1-" ' ', атрсть октавы "~-" 2. Фильтровые спектрометры с автоматическим переключением, выполняемые путем последовательного или одновременного анализа с постоянной относительной полосой пропускания; в качестве индикатора выхода используется электронно-лучевая трубка или же производится запись на самописец уровня; 3. гетеродинные спектрометры, обеспечивающие последовательный анализ с по- стоянной полосой пропускания (ф'= 7 Гц или 200 Гц). Анализ записи нестационарного процесса с магнитной пленки выполняется многократным воспроизведением исследуемого участка ("кольцевал" запись) с последовательным анализом.
Кольцо из магнитной пленки позволяет создать, так называемы квазистационарный сигнал, аналогичный периодической последовательности исследуемого шума. Необходимое для анализа время регистрации Т, гдето~ - нижняя частота исследуемого диапазона частот Т > 10! ~~~.
Виз ализа ка тины течения. Для визуализации, истекающей из сопла струи в работе используется шлирен метод с помощью оптического прибора Теплера ИТ-14 и записью изображения при помощи видеокамеры, подключенной к ком- пью теру. 4. Последовательность проведения работы. Вариант 1 Со е жанне экспе имента; Измерение суммарного уровня пульсаций давления в центре торцевого сечения на срезе кольцевого сопла с постоянном расстоянием- Ь от сопла до экрана при различных давлениях в форкамере Ро кольцевого сопла. Датчик пульсаций давления установлен в центре торцевого сечения. 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
