книги из ГПНТБ / Руководство по испытаниям двигателей боевых и транспортных машин

каждом кольце) меднографитовых щеток 10. Щетки токосъемни­ ка размещаются в текстолитовом корпусе 11, установленном на двух шариковых подшипниках 12 на ступице 3. Наружные обоймы подшипников 12 в корпусе И закрепляются алюминиевы­ ми крышками 13, а полость подшипников отделяется от внутрен­ ней части токосъемника латунными кольцами 14.

На конце ступицы 3 устанавливается и фиксируется в опре­ деленном положении латунный якорь 15 с полюсными наконечни­ ками 16 из трансформаторного железа,

Якорь 15 и все детали токосъемника крепятся на ступице латунной гайкой 17.

Включение преобразователя в силовой поток производится четырьмя шпильками 18 и фланцем 19.

Измерительная цепь динамометра (рис. 26, б) состоит из по­ парно включенных в плечи моста четырех катушек L u L2, L3, Lit дифференциального трансформатора Тр, балансировочного со­ противления R, двух управляющих конденсаторов С2, фазочув­ ствительного выпрямителя В, дросселя Др, двух конденсаторов выходного фильтра С1 и регистрирующих приборов тА или Ш л (гальванометра или вибратора осциллографа).

Питается измерительная цепь переменным током с частотой

~2000 гц от генератора звуковой частоты ЗГ-10.

Работает динамометр следующим образом. При отсутствии

крутящего момента на валу преобразователя, при равных зазо­ рах о между концами П-образных сердечников и якорем и одинаковых индуктивностях четырех катушек общие сопротив­ ления этих катушек равны между собой. В связи с этим в верх­ ней и нижней ветвях левой части измерительной цепи будет про­ ходить одинаковый по величине переменный ток и суммарное магнитное поле, создаваемое верхней и нижней частями первич­ ной обмотки трансформатора, будет равно нулю, вследствие чего во вторичной обмотке трансформатора э.д.с. индуктироваться небудет.

В случае передачи крутящего момента через преобразо­ ватель, вал последнего под действием этого момента скручивает­ ся, при этом ступица 6 поворачивается относительно барабана 2 и одна пара зазоров между якорем и концами П-образных сер­

вичной обмоткой трансформатора создается переменное магнит­ ное поле. Под воздействием этого поля во вторичной обмотке трансформатора индуктируется э.д.с. и по правой части измери­ тельной цепи потечет переменный ток, кцторый после выпрямле­ ния или измеряется чувствительным гальванометром, или записы­ вается осциллографом. Величина этого тока при правильно выбранных начальных зазорах 8 прямо пропорциональна кру­ тящему моменту, передаваемому преобразователем.

-42

44

В практике испытаний двигателей применяются оба указанных метода.

Следует отметить, что первый метод позволяет регистрировать только среднее значение расхода за время измерения и не учи­ тывает его колебаний во времени. Второй метод дает возможность определить мгновенное значение расхода, если будет регистриро­ ваться мгновенная скорость истечения.

Необходимо также иметь в виду, что второй метод позволяет измерять только объемный расход в мъ!я. Массовый расход в дан­ ном случае может быть получен лишь пересчетом при известной плотности среды. Это обстоятельство несколько затрудняет изме­ рение при переменной плотности жидкости или газа.

ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТЕЙ И ДАВЛЕНИЙ В ПОТОКЕ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД

Непосредственное измерение скорости движения частиц в по­ токе довольно затруднительно. Поэтому большее распространение получают косвенные способы, основанные на зависимости ряда легко измеряемых параметров потока от его скорости. Чаще все­ го в основе косвенных методов лежат: связь потенциальной энер­ гии потока с кинетической, эквивалентность кинетической и меха­ нической энергий, зависимость коэффициента теплоотдачи от скорости движения.

Поэтому приборы, предназначенные для косвенного измере­ ния скорости, должны прежде всего обеспечивать преобразование кинетической энергии в потенциальную или механическую с по­ следующим измерением определяющих их параметров.

Для этой цели используются:

—изменение гидродинамических параметров потока в суже­ нии (нормальные диафрагмы, сопла, реометры);

—изменение гидродинамических параметров потока при его торможении (статически-динамические трубки);

—механическое воздействие скоростного напора на тело,

45

Согласно уравнению Бернулли, для установившегося потока жидкости или газа можно написать

При измерении скоростей газа в двигателях перепад давле­ ний р г — р2 обычно невелик, в связи с этим сжимаемостью газа можно пренебречь и считать, что Pi = p2 = pB.

По уравнению неразрывности потока

Выполнив подстановку и произведя несложные преобразования,

сужения и может быть определена измерением этих давлений. При торможении потока происходит преобразование кинетиче­

ской энергии в потенциальную.

В простейшем случае это может быть выполнено при помощи изогнутой трубки, помещенной в поток, как показано на рис. 28.

46

мометра, собранного по системе постоянного сопротивления, пока­ зана на рис. 29 и представляет собой мост сопротивлений, в одно из плеч которого включен чувствительный элемент анемометра. С изменением скорости потока температура чувствительного эле­ мента, а следовательно, и его электрическое сопротивление изме­

4Т

няются, и равновесие моста нарушается. Регулировкой сопротив­ ления R изменяют силу тока, идущего через плечи моста, до вос­ становления его равновесия. Для определения нового значения тока пользуются вольтметром, включенным параллельно чув­ ствительному элементу и измеряющим напряжение на его концах.

Определение скоростей потока при помощи сужающихся устройств или трубок скоростного напора сводится к непосред­ ственному измерению разности двух давлений.

В лабораторной практике для этой цели чаще всего применяют жидкостные манометры, представляющие собой Н-образную трубку, частично заполненную жидкостью (рис. 30, а).

Р< Р2

Рис. 30. Манометры:

а.—жидкостный манометр; б—наклонный микроманометр.

В зависимости от величины перепада давлений манометры заливаются спиртом, водой или ртутью. Для облегчения визуаль­ ного отсчета бесцветные жидкости (вода или спирт) подкрашивают фенолом или другими красителями.

При измерении статических давлений и разрежений один ко­ нец трубки остается открытым, а другой соединяется с источником давления (разрежения). Такие трубки носят название пьезометров.

Для определения разности двух давлений оба конца трубки присоединяются к точкам замеров. В этом случае прибор назы­ вается дифференциальным манометром.

В жидкостных манометрах измеряется разность уровней жид­ кости в обеих трубках (рис. 30, а), а давление определяется по

Вследствие недостаточной чувствительности описанных пьезо­ метров и манометров для измерения очень малых перепадов дав­ лений применяют микроманометры, представляющие собой наклон­ ную трубку, опущенную в сосуд с жидкостью (рис. 30, б).

48

Пренебрегая изменением уровня в сосуде, так как его сечение значительно больше сечения трубки, на основании рис. 30, б мож­ но записать

Р2 Ра ===9»81рж (/ sin а) н/м2,

где I — величина перемещения уровня жидкости вдоль трубки, мм; рж — плотность жидкости, г/см3; а — угол наклона трубки.

Следовательно, чем меньше угол а, тем чувствительнее микро­ манометр, тем больше будет перемещение мениска жидкости вдоль трубки при одном и том же изменении уровня по верти­ кали. .

встречающейся конструкцией измерительной схемы, основанной на сужении потока.

Конструкция и размеры диафрагм, а также принципы их уста­ новки нормализированы и определяются «Правилами № 27-54 по измерению расхода жидкости, газов и пара при помощи сопел

идиафрагм».

Вслучае применения нормальных диафрагм и соблюдения всех норм и размеров указанных «Правил», определение расхода произ­ водится без предварительной градуировки диафрагм, по специаль­ ным таблицам или графикам, так как в потоке воздуха при значе­ ниях числа Рейнольдса (Re), превышающих некоторый минимум, коэффициент расхода остается постоянным. Для отношения диа-

в двигателях числа Re обычно не достигают указанных пределов. Поэтому для получения точных результатов рекомендуется диа­ фрагмы предварительно градуировать.

Диафрагма представляет собой тонкий диск 1 (рис. 31) с ка­ либрованным отверстием диаметром d в центре. Это отверстие со стороны входа потока имеет острую кромку, а со стороны выхо­ д а — широкую фаску. Перед диафрагмой и после нее располагают­ ся накладки (2, 3) со специальными кольцевыми выточками для выравнивания измеряемого давления по окружности. В виде ис­ ключения иногда ограничиваются сверлением отверстий до и после диска диафрагмы (см. левую половину рис. 31). Для выравни­ вания давления таких отверстий делается не менее двух с каждой стороны диска.

Особое внимание обращается па обработку входной кромкге отверстия диафрагмы, которая должна быть острой, без заусен­ цев. Точность изготовления отверстия диафрагмы лежит в преде­ лах +0,001 d. На рис. 31 даны размеры нормальной диафрагмы, в зависимости от диаметра D трубы, в которую она помещается.

Рис. 31. Нормальная диафрагма:

7—диск диафрагмы; 2, 3—накладки.

Чтобы избежать влияния поворотов трубопровода на результа­

Pi — Рг = £Рж(А, + Л2) н /л2,

50

воздуха в сечении, где помещена трубка. На основании уравне­