2.5. Приборы

В процессе выполнения лабораторных работ применяются в основном стандартные приборы, а также некоторые специальные приборы.

Приборы стандартные. В качестве датчиков при измерении давления применяются трубки полного и статического давления, при определении направления потока – аэродинамические угломеры (рис.11). Они выполнены согласно соответствующим рекомендациям [6,7]. Для упрощения эксперимента в отдельных случаях используются также гребенки полного и статического давления, изготовленные по [6]. Аэродинамические приборы укрепляются в универсальные координатники, конструкция которых обеспечивает возможность определять локальные направления потока с точностью до 0,5º и перемещать прибор вдоль его оси с точностью до 0,5 мм. Для определения давления служат преимущественно жидкостные чашечные и батарейные манометры (при давлении ниже 50 Па используются наклонные манометры). Цена деления шкалы жидкостных манометров 1мм. Приборы для измерения параметров потока. Для полной характеристики осредненного турбулентного потока в данной точке контрольного сечения турбомашины с цилиндрической системой координат достаточно знать абсолютную температуру торможения Т*, абсолютное статическое р и полное р* давления, направление потока, определяемое углами и . В общем случае в проточной части турбомашины наблюдается значительная окружная и радиальная неравномерность перечисленных параметров. В практике аэродинамического эксперимента часто приходится делать допущения о постоянстве некоторых параметров в контрольном сечении. Так, часто делаются допущения о постоянстве температуры торможения Т* и равенстве нулю угла направления движения потока вдоль радиуса за решеткой лопаток. Возникающие при этом погрешности в оценке характеристик турбинных ступеней и структуры потока бывают невелики, а сокращение объема измерений – значительно. Однако течение рабочего тела в проточной части иногда обладает настолько большой нецилиндричностью (ступени со значительным раскрытием меридионального обвода; ступени с относительно длинными лопатками на переменных режимах; входные и выходные патрубки; камеры отбора; переходные патрубки и т.п.), что предположение о равенстве =0º становится недопустимым. Тогда при траверсировании потока необходимо измерять угол .

П ятиканальный насадок БГТУ образован пятью спаянными вместе медицинскими инъекционными иглами диаметром 0,8 мм. Наружные трубки по торцам скошены в соответствующих плоскостях, центральная – имеет прямой срез (рис. 11а). Перед установкой на исследуемый объект осу­ществля­ется тарирование каждого пневмо­насадка. Тарировочный стенд – сопло по лемнискате, через которое воздух из атмосферы поступает во всасывающую линию воздуходувки. Это обеспечивает равномерное поле параметров потока на срезе сопла и эталонное значение давления торможения, равное атмос­фер­ному. Приведенная без­размерная скорость потока в контрольном сечении =0,3-0,6.

Практическое исполь­зование пятиканального насад­ка БГТУ свидетельствует о вполне приемлемых его аэродинамических характеристиках и высоких качествах надежности при сравнительной простоте конструкции и технологии изготовления.

Трубка статического давления усовершенствованного типа (рис.11б). В ней два приемных отверстия выполняются предпочтительно со стороны натекания под углом =30º и 330º к продольной плоскости симметрии прибора (в широко применяемой трубке статического давления =0º и 180º) [6,7]. Основанием для модернизации трубки послужил тот факт, что распределение давления на поверхности круглого цилиндра изменяется в зависимости от угла натекания потока . Характерной является зона, расположенная вблизи от точки =30º. Здесь давление практически не зависит от угла и остается близким к статическому давлению набегающего потока. Логично использовать обнаруженное свойство распределения на поверхности круглого цилиндра для измерителей статического давления, располагая приемное отверстие в указанной зоне. Результаты наблюдений показывают, что предлагаемая трубка имеет более широкую область нечувствительности к углу натекания (0º º), чем известная [7,8]. Её применение позволяет повысить точность и достоверность результатов экспериментальных исследований пространственного потока в элементах проточной части тепловых турбин.