Н.Н. Сунцов - Методы аналогий в аэрогидродинамике (1163179), страница 35
Текст из файла (страница 35)
В этом можно особенно наглядно убедиться, если из уравнений, описывающих движение несжимаемой жидкости, исключить й при помощи (5.5), а из уравнений. описывающих движение газа, исключить р, используя (5.13). Уравнения (5.21) и (5.22) принимают при этом вид — (ст) + — (сзтв .) + — (сгчвя) — О, д д д — + ш — + та — = — — (сз), даъ да~а даъа д дг а дх в ду дх ~'Ъ да'в дыя д — + тв — + тв — =- — — (ся). дт а дх з ду ду (5.25) Уравнения (5.23) и (5.24) аапишутся в виде ,(.
)+ (..)+, (. „)=о, джх дгаа дыа д У аа — +тв — +чв дт а дх Я ду дх~а — 1)* дшя да~я дгая д г дз — +ш — +чР дт а дХ З ду ду ~Л вЂ” 1)' (5.26) Э 5.3. Экспериментальиаи установка Выше было покавано, что существует аналогия между уравнениями, описывающими движение невязкого газа, и уравнениями, описывающими движение воды в открытом канале.
Эта аналогия позволяет исследовать различные случаи движения гава иа гидравлических моделях. Для этого должна быть создана специальная экспериментальная установка. Такая установка представляет собой в принципе обычный гидролоток, з который помещаются исследуемые модели обтекаемых тел, Иа сравнения уравнений (5.25) и (5.26) наглядно видно, что аналогия имеет место лишь при й = 2. То обстоятельство, что газогидравлическая аналогия существует как для установившегося, так и для иеустановившегося течения, расширяет область применения данного метода. 232 [гл.
ч газогидвавличвская аналогия Для ускорення модельного потока воды могут прнменюъся различные устройства: истечение иэ-под щита, сходящееся нлн расходящееся сопло и др. Мы дадим опнсание трех экспериментальных установок. Схема одной из ннх изображена на рнс. 79. В напорном баке 1 полдержнвается уровень воды прн помощи насоса 2, подающего воду из резервуара 3. Вода нэ бакач1 вытекает Ркс. 79. Установка ГГА с истечением нз-пол щнта. через щель 4, высота которой может регулироваться заслонкой Б, и попадает в лоток 6.
В,средней части-лотка, которая является рабочей, устанавливается модель обтекаемого тела. Сверху лотка расположен коордннатник, каретка которого может быть помещена в любой точке лотка. В каретке коордннатннка установлены измерительные приборы.
Вода нз лотка сливается через край последнего в резервуар 3, нз которого насосом снова подается в напорный бак. В месте слива установлена заслонка 8, при помощи которой можно регулировать высоту уровня воды в лотке. Прн помощи винта 9 может осуществляться поворот лотка вокруг осн 10. При этом может быть получен нужный уклон дна лотка. Изменяя уклон дна, можно, как будет показано ниже, исключить вредное влияние трения, которое всегда будет иметь место в реальном потоке воды.
Установки, выполненные по схеме рис. 79, имеют обычно небольшие размеры н используются как демонстрационные. На рис. 80 приведена схема экспериментальной установкв применнтельнО к нЗУчению обтекания турбннных1 Решетом $ 5.3) зкспвгнмантальная Установка 233 Установка состоит из рабочей ванны (лотка), насоса и электропривода. С краю рабочей ванны 1 укреплена короткая труба 2, в которой размещена крылатка осевого насоса 3. Для устранения вращательного движения воды на выходе из трубы 2 в ней расположены четыре плоские радиальные пластины 4. Круглый Ьтбойный щиток Ю и три проволочные сетки б, Рисййб. Схема установки ГГА, для исследования турбинных решеток, установленные на небольшом расстоянии одна от другой, служат для успокоения потока воды перед входом в направляющее сопло 7.
Это сопло служит для создания модельного потока воды. Оно состоит из двух деревянных стенок соответствующей конфигурации, поставленных на горизонтальное дно ванны. Эти стенки удерживаются металлическими перекладинами 14, прикрепленными к ванне. В установке могут применяться два сопла: сходящееся (для формирования спокойного потока воды) н расходящееся (для формирования бурного потока воды). Конструкция расходящегося сопла позволяет при одной и той же ширине критического сечения менять угол раствора сопла.
За направляющим соплом на горизонтальном дне ванны устанавливается исследуемая рещетка профилей 8. Пройдя через сопло и решетку профилей, 284 газогидгавлнчвская аналогия англ. ч вода стекает через вертикальную заслонку 9 обратно в нижнюю часть ванны и снова поступает к насосу. Заслонка У мозгует перемещаться вверх и вниз при помощи маховика 10. С целью уменьшения потерь на трение дно ванны покрыто зеркальным стеклом.
В районе исследуемой решетки профилей имеется окно 11 для освещения снизу через днищевое стекло потока воды при наблюдениях и фотокиносъемках. Крылатка насоса приводится во вращение электромотором. Последний питается постоянным током от отдельного мотора-генератора, чем обеспечивается удобство регулирования и поддержания постоянства числа оборотов крылатки. Электромотор и подшипники валика 12, соединяющего ротор мотора с крылаткой насоса, укреплены на фундаменте, расположенном над ванной и не связанном с нею. Это позволяет избежать влияния толчков и вибраций насосной части установки на течение воды.
Профили исследуемых решеток выполнялись из парафина с деревянными сердечниками и имели размеры: хорда 300лог, высота 180 мм. Из этих профилей при помощи шарнирного параллелограмма 13 составлялись исследуемые решетки. На продольных рейках параллелограмма нажимными винтами укреплялись каретки со штифтами, входящими в отверстия металлических планок, установленных на моделях профилей. Переставляя каретки на рейках, можно изменять шаг профи'лей в решетке. Изменение угла установки профилей можно осуществлять изменением углов параллелограмма с помощью несложного приспособления на одном из его шарниров. Число профилей в решетке составляло 6 — 8, ширина межлопаточного канала около 80мм.
Измерительные приборы помещаются в каретке, которая может перемещаться по поперечной направляющей 13. В свою очередь эта поперечная направляющая может перемещаться по двум параллельным рейкам, укрепленным на боковых стенках ванны. Расход воды через установку составляет 20 — 22 л/сек. На рис. 81 иаображена принципиальная схема другой установки для исследования турбинных решеток.
Центробежный насос 1 подает воду из бассейна 2 в напорный бак 3, откуда через трубу 4 вода поступает в стальной лоток сварной конструкции. В головной части лотка установлен $ 5.3) ЭКСПВРНМВНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА 235 расходный бак 5 с треугольным водосливом 8, служащим для измерения расхода. Для успокоения потока воды установлены перегородки 7 и 8. Первая из них расположена перед водосливом, вторая перед входом в горнвонтальную часть лотка. Для этой же цели служит система деревянных решеток 9 и металлических решеток 10. Передняя часть лотка завершается установленным на дно лотка соплом 11, Рис. 81.
Схема установки ГГА для исследования турбинных решеток. которое служит для формирования модельного потока воды. Сопло изготовлено из дерева, стенки его покрыты полированной латунью. расширяющаяся часть сопла представляет собой прямо- стенный канал, угол раствора которого можно регулировать. Исследования В. С. Березникова показали, что для создания модельного потока воды такая форма сопла является наилучшей. На дно лотка укладываются стекла.
Для регулирования горизонтальности дна или для придания ему необходимого уклона стекла укладываются на специальные винты, снабженные текстолитовымн подушками. Павы между стеклами, а также пазы между стеклами и стенками лотка промазываются пластилином, 236 глзогидгавличвская аналогия [гл. ч В рабочей части лотка устанавливаются исследуемые модели. Установка, описание которой мы сейчас приводим, предназначена в основном для исследования обтекания решеток профилей.
В решетке может происходить значительный поворот потока, поэтому удобнее осуществлять боковой слив воды, который и предусмотрен в данной установке. ф го ~ сб , ~г о аю гоо лю ~ю лю боо йю ию йю аю Р В Ю~ Рнс. 82. Влияние поднятия затвора на изменение глубины. Профили в модельной решетке 12 изготовляются из дерева или парафина и соединяются между собой специальным устройством, позволяющим изменять шаг и установочный угол. Соединенный таким образом пакет профилей устанавливается на дно лотка и удерживается на нем собственной тяжестью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
