RU2020444C1

RU2020444C1 - Model of hydraulic machine

Info

Publication number: RU2020444C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Бобков
Original assignee: Комсомольский-на-Амуре политехнический институт
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: experimental equipment for investigation of hydrodynamics of flow in impellers of hydraulic machines by visualizing the flow therein. SUBSTANCE: hydraulic machine comprises casing 1 with transparent cover 2, impeller 4 with blades 5, driving disc 6, transparent cover disc 7, and shell 8 with opening 9. Shell 8 and disc 6 form a space accommodating porous permeable partition 10, central chamber 11 and peripheral chamber 12. Central chamber 11 is filled with liquid dyestuff 13 while peripheral chamber 12 communicates with interblade chambers 14 of impeller 4 through holes 15 in disc 6. Partition 10 is installed in chamber 12 between opening 9 of shell 8 and holes 15 of disc 6. Chamber 11 accommodates porous insert 16 adjoining the porous permeable partition 10 in conjugation zone of chambers 11 and 12. Porous permeable partition 10 functions as capillary pump and ensures constant flow rate and concentration of dyestuff 13 in colored liquid. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальному оборудованию, предназначенному для исследования гидродинамики течения в рабочих колесах гидромашин путем визуализации в них потока. The invention relates to experimental equipment designed to study the hydrodynamics of the flow in the impellers of hydraulic machines by visualizing the flow in them.

Известна модельная гидромашина, содержащая корпус с прозрачной крышкой, размещенное в корпусе на валу рабочее колесо с лопатками, ведущим и прозрачным покрывным дисками, примыкающую к ведущему диску обечайку с окном, разделенную проницаемой перегородкой на две камеры, в одной из которых размещена пористая вставка, в порах которой содержится краситель, растворимый в перекачиваемой жидкости, а другая камера сообщена с межлопаточными каналами посредством отверстий в ведущем диске (авт. св. СССР N 1564504, кл. G 01 M 10/00, 1988). A well-known model hydraulic machine comprising a housing with a transparent cover, an impeller with vanes, a driving and a transparent cover disc, a shell with a window adjacent to the driving disc, divided by a permeable partition into two chambers, in one of which a porous insert is placed, is located in the housing on the shaft the pores of which contain a dye soluble in the pumped liquid, and the other chamber is in communication with the interscapular channels through openings in the drive disk (ed. St. USSR N 1564504, class G 01 M 10/00, 1988).

Недостатком указанной гидромашины является снижение с течением времени концентрации красителя в окрашиваемой жидкости. The disadvantage of this hydraulic machine is the decrease over time of the concentration of the dye in the liquid to be painted.

Цель изобретения - повышение равномерности концентрации красителя в перекачиваемой жидкости. The purpose of the invention is to increase the uniformity of the concentration of the dye in the pumped liquid.

Поставленная цель достигается тем, что проницаемая перегородка выполнена из пористого материала и размещена в полости периферийной камеры, а жидкий краситель и пористая вставка размещены в центральной камере, причем проницаемая перегородка примыкает к пористой вставке в зоне сопряжения камер. The goal is achieved in that the permeable septum is made of a porous material and placed in the cavity of the peripheral chamber, and the liquid dye and the porous insert are placed in the Central chamber, and the permeable partition adjoins the porous insert in the mating zone of the chambers.

Предложенное взаиморасположение элементов гидромашины, а также выполнение проницаемой перегородки из пористого материала обеспечивает равномерную подачу красителя через пористую вставку и проницаемую перегородку, которые выполняют функцию капиллярного насоса, из центральной камеры, заполненной красителем, в периферийную камеру, в которой окрашивается перекачиваемая жидкость. The proposed positioning of the hydraulic machine elements, as well as the implementation of a permeable septum from a porous material, provides a uniform supply of dye through the porous insert and permeable septum, which serve as a capillary pump, from a central chamber filled with dye to a peripheral chamber in which the pumped liquid is painted.

На фиг. 1 изображен продольный разрез гидромашины; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a hydraulic machine; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Модельная гидромашина содержит корпус 1 с прозрачной крышкой 2, размещенное в корпусе 1 на валу 3 рабочее колесо 4 с лопатками 5, ведущим 6 и прозрачным покрывным 7 дисками, примыкающую к ведущему диску 6 обечайку 8, снабженную окном 9 и образующую с ведущим диском 6 полость, в которой размещены пористая проницаемая перегородка 10, центральная камера 11 и периферийная камера 12. При этом центральная камера 11 заполнена жидким красителем 13, а периферийная камера 12 сообщена с межлопаточными каналами 14 рабочего колеса 4 посредством отверстий 15 в ведущем диске 6. Перегородка 10 установлена в периферийной камере 12 между окном 9 обечайки 8 и отверстиями 15 ведущего диска 6. В центральной камере 11 размещена пористая вставка 16, примыкающая к пористой проницаемой перегородке 10 в зоне сопряжения камер 11 и 12. The model hydraulic machine comprises a housing 1 with a transparent cover 2, an impeller 4 with blades 5, a leading 6 and a transparent cover 7 discs located in the housing 1 on the shaft 3, a shell 8 adjacent to the leading disk 6, provided with a window 9 and forming a cavity with the leading disk 6 in which the porous permeable septum 10, the central chamber 11 and the peripheral chamber 12 are placed. In this case, the central chamber 11 is filled with liquid dye 13, and the peripheral chamber 12 is in communication with the interscapular channels 14 of the impeller 4 through openings 15 in the lead claim 6. A partition 10 is mounted in the peripheral chamber 12 between the window 9 and the sleeve 8 holes 15 leading disk 6. In the central chamber 11 of the porous insert 16 is placed adjacent to the porous partition wall 10 permeable pairing zone chambers 11 and 12.

Модельная гидромашина работает следующим образом. Model hydraulic machine works as follows.

Перекачиваемая жидкость поступает в рабочее колесо 4, проходит по межлопаточным каналам 14 и подается в область нагнетания. Часть перекачиваемой жидкости поступает в зазор между корпусом 1 и рабочим колесом 4 и через окно 9 обечайки 8 попадает в периферийную камеру 12. Проходя сквозь пористую проницаемую перегородку 10, перекачиваемая жидкость в процессе омывания поверхности последней окрашивается, растворяя краситель 13, содержащийся в порах поверхностного слоя перегородки 10. Подготовленная таким образом жидкость выходит через отверстия 15 в ведущем диске 6 в виде контрастно выделяемых на фоне основного потока перекачиваемой жидкости струек и визуализирует траектории движения линий тока, фиксируемые фотокиноаппаратурой через прозрачные покрывной диск 7 и крышку 2 корпуса 1. В процессе моделирования по мере растворения красителя 13 пористая вставка 16 впитывает краситель 13, содержащийся в центральной камере 11, и по своим капиллярам транспортирует его в пористую проницаемую перегородку 10. В свою очередь, капилляры перегородки 10 доставляют краситель 13 в поверхностный слой указанной перегородки в зону ее обтекания перекачиваемой жидкостью. Таким образом, пористая вставка 16 и пористая проницаемая перегородка 10, работая в режиме капиллярного насоса, обеспечивают постоянный расход и концентрацию красителя 13 в окрашиваемой жидкости. The pumped liquid enters the impeller 4, passes through the interscapular channels 14 and is fed into the discharge area. A part of the pumped liquid enters the gap between the housing 1 and the impeller 4 and through the window 9 of the shell 8 enters the peripheral chamber 12. Passing through the porous permeable baffle 10, the pumped liquid in the process of washing the surface of the latter is colored, dissolving the dye 13 contained in the pores of the surface layer partitions 10. The liquid thus prepared exits through the openings 15 in the drive disk 6 in the form of streams contrasting against the background of the main flow of the pumped liquid and visualizes the flow In the process of modeling, as the dye 13 dissolves, the porous insert 16 absorbs the dye 13 contained in the central chamber 11 and transports it through its capillaries into the porous permeable partition 10 In turn, the capillaries of the septum 10 deliver the dye 13 to the surface layer of the septum in the zone of its flow around the pumped liquid. Thus, the porous insert 16 and the porous permeable septum 10, operating in the capillary pump mode, provide a constant flow rate and concentration of the dye 13 in the liquid to be painted.

Применение пористых элементов - вставки 16 и проницаемой перегородки 10, работающих в режиме капиллярного насоса, позволяет путем освобождения камеры 11 от пористого материала увеличить в ней количество красителя и продлить время проведения эксперимента без заправки модельной гидромашины новой порцией красителя. Упрощается подготовка к работе, устраняется необходимость предварительной пропитки пористого материала красителя. Повышается эффективность окраски визуализирующей жидкости на режимах малых напоров. The use of porous elements - insert 16 and permeable septum 10 operating in the capillary pump mode allows increasing the amount of dye in it by releasing the chamber 11 from the porous material and prolonging the experiment without refueling the model hydraulic machine with a new portion of the dye. Preparation for work is simplified, the need for preliminary impregnation of the porous material of the dye is eliminated. The coloring efficiency of the visualizing liquid at low pressure modes is increased.

Claims

MODEL HYDRAULIC MACHINE, comprising a housing with a transparent cover, an impeller with vanes, a driving and transparent cover discs placed in the housing on the shaft, and a shell with a window adjacent to the driving disc, which forms a cavity communicating with the driving disc through openings in the driving disc and including a permeable partition located in the cavity of the shell between the window and the holes of the drive disk, and the central and peripheral chambers, one of which contains a liquid dye and porous an insert, characterized in that, in order to increase the uniformity of the concentration of the dye in the pumped liquid, the permeable septum is made of porous material and placed in the cavity of the peripheral chamber, and the liquid dye and the porous insert are placed in the central chamber, the permeable partition adjacent to the porous insert in the zone pairing cameras.