ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ТЕЧЕНИЯ В МЕЖЛОПАТОЧНОМ КАНАЛЕ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА

Экспериментальная установка относится к авиации, в частности к двигателестроению. На ней проводится визуализация течения в межлопаточном канале рабочего колеса осевого компрессора.
Наиболее близкой по технической сущности заявляемой полезной модели, является экспериментальная установка, содержащая гидробассейн, в котором установлено рабочее колесо в прозрачном корпусе, электродвигатель с валом, соединенным с рабочим колесом, система визуализации течения, пульт управления частотой вращения рабочего колеса, видеокамера, (см., например, решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2011176, от 09.07.1991 г.).
Недостатками данной установки являются:
то, что она устанавливается в гидробассейн. Для проведения в гидробассейне других экспериментов постоянно приходится монтировать и демонтировать установку;
видеокамера, установленная рядом с гидробассейном, фиксирует результаты эксперимента только в тот момент, когда область визуализации, межлопаточный канал, куда подводится красящая жидкость, на рабочем колесе «проходит» мимо объектива видеокамеры, что существенно снижает эффективность визуализации процесса;
вода с течением времени закрашивается, за счет присутствия в эксперименте подкрашивающей жидкости, что затрудняет визуализацию процесса. Необходимо постоянно менять воду.
Техническим результатом полезной модели является непрерывное фиксирование результатов на протяжении всего эксперимента и повышение эффективности визуализации процесса.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной экспериментальной установке для визуализации течения в межлопаточном канале рабочего колеса осевого компрессора, содержащей рабочее колесо, установленное в прозрачном корпусе, электродвигатель, вал которого соединен с рабочим колесом, систему визуализации течения, состоящей из бака с красящей жидкостью и каналов для подвода красящей жидкости к рабочему колесу, пульт управления частотой вращения рабочего колеса, соединенного с электродвигателем, видеокамеру, установлена рама, выполненная в виде прямоугольника, в верхней части которой установлен расходный бак, при этом прозрачный корпус рабочего колеса выполнен в виде цилиндра и установлен между двумя цилиндрами, диаметры которых соответствуют диаметру прозрачного корпуса рабочего колеса, видеокамера, установлена на штативе, который закреплен на валу электродвигателя, расходный бак соединен с нижней частью нижнего цилиндра трубопроводом, содержащем расходомер, перекачивающий насос и фильтр.
Схема установки приведена на фигуре, где обозначено: 1 - рабочее колесо, 2 - прозрачный корпус рабочего колеса, 3 - вал вращения, 4 - электродвигатель, 5 - система визуализации течения (бак с красящей жидкостью и каналы, для подвода красящей жидкости), 6 - пульт управления частотой вращения рабочего колеса, 7 - видеокамера, 8 - расходомер, 9 - перекачивающий насос, 10 - фильтр, 11 - расходный бак. Назначения элементов ясны из их названия.
Установка работает следующим образом: вода на рабочее колесо, установленное в прозрачном корпусе, подается из расходного бака. Рабочее колесо приводится во вращение от электродвигателя посредством вала. В результате эксперимента необходимо изменять частоту вращения рабочего колеса. Частота вращения рабочего колеса регулируется с пульта управления. Для обеспечения визуализации поверхности исследуемого рабочего колеса были дренированы отверстиями с диаметром 1 мм, к которым из бака с красящей жидкостью по трубопроводам, расположенным вдоль вала вращения и во втулке рабочего колеса, подводится подкрашивающая жидкость. В качестве подкрашивающей жидкости используется мелкодисперсионная тушь, разбавленная водой. В зависимости от места исследуемой области дренажные отверстия по необходимости открываются, либо шпаклюются. Расход подкрашивающей жидкости регулируется кранами, расположенными на каналах подвода к дренажным отверстиям. Результаты эксперимента фиксируются с помощью видеокамеры, установленной на штативе, который закреплен на валу электродвигателя. В процессе эксперимента видеокамера вращается напротив той части рабочего колеса, где происходит визуализация процесса. Из рабочего колеса, вода проходит через фильтр, где очищается, через расходомер и перекачивающим насосом закачивается в расходный бак.
Применение предлагаемой полезной модели позволит повысить эффективность фиксирования результатов эксперимента и визуализации процесса.
Реализация устройства не вызывает сомнений, так как применение предлагаемой полезной модели позволит эффективнее исследовать и изучать течения в межлопаточном канале рабочего колеса осевого компрессора.