Бокси випробувальних станцій

Випробувальний бокс складається: з вхідної частини з глушником шуму; центральної частини, яка включає випробувальний стенд (випробувальну кабіну), і вихідної частини також з глушником шуму.

Знайшли застосування бокси чотирьох типів (рис. 1):

а – з горизонтальною вхідною і вихідною частинами;

б – з вертикальною вхідною частиною і горизонтальною вихідною;

в – з горизонтальним входом і вертикальною вихідною частиною;

г – з вертикальними вхідною і вихідною частинами.

Відомо про застосування боксів з додатковою шахтою підсосу повітря, яке ежектується.

Вхідну частину боксу доцільно розташовувати вертикально, так як в цьому випадку у випробувальну кабіну буде поступати більш чисте повітря, незабруднене механічними частинками.

Рис. 1 Типи випробувальних боксів:

1 – вхід з глушником шуму; 2 – спрямовуючі лопатки; 3 – вхідні ворота; 4 – аеродинамічне кільце (для випробування ТВД); 5 – двигун; 6 – ежектор; 7 – вихідні ворота; 8 – вихідний дифузор; 9 – вихід з глушником шуму

Для вихідної частини боксу краще горизонтальне розташування, так як воно дозволяє виконати шумопоглинання з меншими будівельними витратами. Крім того, відсутність поворотів на шляху газу знижує гідравлічні втрати. Однак бокс при цьому займає більше місця, тому, особливо там, де площадки для випробувальної станції обмежені, йдуть на подорожчання будівництва і роблять вихідну частину вертикальною.

Бокс випробувальної станції представлено на рис. 2.

Рис. 2 Бокс випробувальної установки:

1 – силовимірювальний пристрій; 2 – ізоляційна подушка; 3 – повітряний прошарок; 4 – фундамент; 5 – вхід у бокс; 6 – жалюзі; 7 – решітка; 8 – глушник шуму на вході; 9 – вхід повітря; 10 – привід; 11 – аеродинамічне кільце; 12 – двигун; 13 – ежектор; 14 – електропідйомник; 15 – глушник шуму на виході; 16 - лопатки

Глушники шуму у вхідній 8 і вихідній 15 частинах боксу представляють собою панель з пористих матеріалів (на вході – поролон,

стекловата і т.п., на виході – керамічна пориста крихта).

Двигун в бокс подають через спеціальні ворота, а потім встановлюють за допомогою електропідйомника 14 на силовимірювальний устрій 1.

Силовимірювальний устрій встановлено на спеціальному фундаменті 4, який поглинає вібрації. Вібраційні коливання поглинаються ізоляційною подушкою 2 з пробкових плит, антисептированого дерева або волоку. Для ізоляції від бокових коливань мається повітряний прошарок 3 до 15-20 см.

Фундамент для силовимірювального устрою повинен бути глибше фундаменту під стіни приміщення, що зменшує їх коливання. Стіни боксу виготовляють із залізобетону. Їх внутрішня поверхня пропитується бакелітом і обклеюється тканиною, яка перешкоджає вивітрюванню матеріалу стін.

Розміри випробувального боксу визначають виходячи із загальною витрати повітря через бокс і допустимих швидкостей руху повітря і газу. Загальна витрата повітря через бокс складається з витрати через двигун і витрати, яка ежектується реактивним струменем.

З ціллю забезпечення оптимальної витрати повітря, яке ежектується, знижуючи температуру і швидкість вихлопних газів, реактивний струмінь заключають в ежекторну трубу, розміри якої визначають з теорії затоплених турбулентних струменів. Досить важливим є правильний вибір швидкостей руху повітря і газу. Наприклад, якщо збільшити швидкість повітря в центральній частині випробувальної кабіни вище допустимої (5-8 м/с), то це призведе до збільшення аеродинамічної погрішності у вимірюванні сили тяги. Оптимальне значення швидкості повітряного потоку на вході в шахту, яка всмоктує, складає 10-20 м/с, у глушникові вхідної шахти на всмоктуванні – 20-30 м/с, у глушникові на вихлопі – 30-50 м/с.

Внаслідок втрати тиску в глушниках шуму і в повітряному тракті тиск повітря на вході в бокс і в робочій частині знижується на 980-1470 Па (100-150 мм вод. ст.) нижче атмосферного. На вихлопі (в ежекторі) потребується тиск, який перевищує атмосферний на 1960-2940 Па (200-300 мм вод. ст.), для того щоб випихати гази назовні. Вказані змінення тиску необхідно враховувати при проектуванні приміщення боксів, а також при перерахуванні параметрів робочого процесу двигуна до атмосферних умов. За фактичний тиск необхідно приймати тиск в боксі.

Для зменшення температури і швидкості вихлопних газів застосовують ежектуючий устрій (рис. 3).

Рис. 3 Схема газового ежектору:

1 – сопло двигуна; 2 – ежекторна труба; 3 - дифузор

Розміри ежектору визначають розрахунком, користуючись теорією затоплених турбулентних струменів, а також вибирають на основі дослідних даних. Кількість повітря, яка підсмоктується струменем газів, залежить від відношення діаметрів d_еж/d_c та від відстані l₁ між зрізом сопла і ежектором. При збільшенні відношення діаметрів і відстані l₁ витрата повітря, яке ежектується, збільшується.