Содержание к диссертации
Введение
Глава 1.РКсКР, Общий подход к проектированию 16
1.1. Процессы охлаждения в РКсКР и их реализация 19
1.1.1. Схемы охлаждения РКсКР с наружным отводом теплоты сжатия 20
1.1.2. Схемы охлаждения РКсКР с внутренним отводом теплоты сжатия 25
1.2. Процессы трения и смазки в узлах РКсКР 33
1.3. Формирование объекта, целей и задач исследования 38
1.3.1. Формирование объекта 40
1.3.2. Определение целей и задач исследования 44
Глава 2. Основы расчета насосной секции 46
2.1. Конструкции и принцип работы гидродиодов 46
2.2. Методика расчета сопротивления гидродиодов 49
2.2.1 Расчет сопротивлений гидродиода с вихревой камерой 49
2.2.2 Расчет сопротивлений прямоточных гидродиодов 57
2.3. Влияние сопротивления гидравлической линии РКсКР на диодность гидродиодов 63
2.4. Система основных уравнений гидравлического расчета системы охлаждения РКсКР 66
2.5. Расчет геометрических размеров системы охлаждения 77
Глава 3. Математическая модель рабочих процессов компрессора 81
3.1. Математическая модель рабочих процессов компрессора объемного действия 81
3.2. Идеальный и действительный ротационный компрессор с катящимся ротором 83
3.2.1. Идеальный РКсКР 83
3.2.2. Действительный РКсКР 88
3.3 . Математическая модель рабочих процессов РКсКР на первой стадии моделирования 93
3.4 . Математическая модель рабочих процессов РКсКР на второй стадии моделирования 99
Глава 4. Экспериментальное исследование характеристик элементов системы охлаждения РКсКР 110
4.1. Задачи исследования 110
4.1.1. Выбор базовой конструкции единичного гидродиода 111
4.2. Экспериментальные исследования характеристик гидродиодов в стационарном потоке жидкости 112
4.2.1. Установка для исследования характеристик гидродиодов в стационарном потоке жидкости 112
4.2.2. Исследование характеристик одиночных гидродиодов 115
4.2.2.1. Результаты визуальных наблюдений работы одиночных гидродиодов 119
4.2.3. Исследование характеристик последовательно установленных гидродиодов 122
4.3. Экспериментальные исследования характеристик гидродиодов в нестационарном потоке жидкости 124
4.3.1. Установка для исследования характеристик гидродиодов в нестационарном потоке жидкости 124
4.3.2. Экспериментальные исследования характеристик гидродиодов в нестационарном потоке жидкости 127
4.3.2.1. Экспериментальное исследование одиночных гидродиодов в нестационарном потоке жидкости 128
4.3.2.2. Экспериментальное исследование сдвоенных гидродиодов в нестационарном потоке жидкости 130
4.3.2.3. Экспериментальное исследование произвольного количества гидродиодов в нестационарном потоке жидкости 132
4.4. Влияние свойств жидкости на эффективность работы гидродиодов системы охлаждения РКсКР 134
4.5. Расчетные зависимости перепада давления создаваемого гидродиодами в насосной линии гидропневмоагрегата 138
4.5.1. Значения эмпирических коэффициентов 139
Глава 5. Параметрический анализ характеристик РКсКР 141
5.1. Выбор основных переменных, оказывающих наибольшее влияние на работу гидропневмоагрегата с катящимся ротором 142
5.1.1. Термодинамические параметры окружающей среды 148
5.1.2. Степень повышения давления 149
5.1.3. Конструктивные размеры и параметры компрессора и гидролинии охлаждения 150
5.1.4. Определение диапазона изменения переменных 155
5.2. Результаты параметрического анализа характеристик РКсКР 156
5.2.1. Влияние частоты вращения ротора 156
5.2.1. Влияние площади поршня насосной секции 158
5.2.1. Влияние давления всасывания 158
5.2.1. Влияние степени повышения давления 159
5.2.1. Влияние радиуса ротора 159
Заключение 161
Литература 163
Приложения 172
- Формирование объекта, целей и задач исследования
- Влияние сопротивления гидравлической линии РКсКР на диодность гидродиодов
- Идеальный и действительный ротационный компрессор с катящимся ротором
- Экспериментальные исследования характеристик гидродиодов в стационарном потоке жидкости
Введение к работе
Среди устройств для преобразования электрической энергии в тепловую и механическую особое место занимают пневматические машины, обладающие рядом неоспоримых преимуществ. Они имеют высокое быстродействие, непри- • хотливы в эксплуатации, при низких давлениях безопасны, особенно при использовании во взрывоопасных условиях, передают значительную мощность, с их помощью легко преобразовать один вид движения в другой.
Именно это обстоятельство определило их широкое применение в различных отраслях промышленности - от микрокриогенной техники до горного машиностроения и металлургии.
По данным авторов [1, 2], например, только в машиностроении ежегодно используется столько сжатого воздуха, что его слой, распределенный по всей территории бывшего СССР, составляет около одного метра, а один из ведущих российских специалистов в области компрессоростроения П. И. Пластинин приводит сведения о том, что около 10 % всей электроэнергии, вырабатываемой в России, тратится на привод только стационарных компрессоров [3].
В последние годы наметилась явная тенденция к расширению применения мало- и микрорасходных пневматических устройств, которые ранее использовались преимущественно в системах холодильной и криогенной техники. Данное обстоятельство связано в основном с тем, что в рыночных условиях в определенной степени снизился интерес к масштабным производствам, которые в состоянии потреблять практически постоянно большое количество энергии в виде сжатых газов, в том числе и сжатого воздуха. Все в большей степени стал развиваться средний и мелкий бизнес, не требующий использования сжатого газа в большом количестве. Так, например, в шиномонтажной мастерской достаточно иметь компрессор производительностью 0,2-0,5 м /мин.
В связи с этим многие предприятия, особенно за рубежом, освоили производство малорасходных компрессорных машин, нижний предел производи-тельности которых колеблется в пределах 0,1-0,2 м /мин при давлении нагнета 14 ния 4-10 бар. Они широко используются в хлебопекарном производстве для интенсификации процессов приготовления теста, в ремонтном деле, для окрасочных и дизайнерских работ, для привода малогабаритного силового пневмоин-струмента, в авторемонтном производстве для привода инструмента и накачки шин, в качестве источника энергии пневматических силовых цилиндров и т.д.
Подавляющее большинство изготовителей компрессорной техники производят для этих целей поршневые машины, используя опыт, накопленный в течение многих десятилетий. Имеются также попытки приспособить для этого диапазона рабочих параметров прямозубые и спиральные компрессоры [2, 4].
В то же время имеется хорошо отработанная в холодильной и микрокриогенной технике конструкция ротационного компрессора с катящимся ротором (РКсКР), которая отличается высоким ресурсом работы, компактностью, надежностью и хорошей уравновешенностью [5]. РКсКР выпускаются массовым тиражом для холодильной техники, диапазон производительности - от сотен ватт в бытовой технике до десятков киловатт в судовых холодильных машинах [5].
Основной недостаток этого типа компрессора - необходимость присутствия сравнительно большого количества смазочно-охлаждающей жидкости в рабочей полости для смазки трущихся деталей, уплотнения зазоров и охлаждения сжимаемого газа [6]. Последнее особенно важно при сжатии газов с высоким показателем адиабаты. В то же время хорошо известно [2], что одной из основ-ных тенденций современного компрессоростроения является получение газов, свободных от различных примесей, в том числе и от смазочных материалов. Причем это характерно не только для компрессоров общего назначения и машин, снабжающих сжатым газом специализированные производства, но и для холодильной техники, т.к. известно [2], что присутствие масла в холодильном агенте снижает холодопроизводительность компрессора на 15-17 %. В связи с этим весьма актуальна задача создания РКсКР, обладающего всеми преимуществами, заложенными в его конструкции, но с уменьшенным количеством жидкости, участвующей в проведении рабочих процессов.
Очевидно, что при этом необходимо сохранить возможность интенсивного охлаждения сжимаемого газа.
Подобные задачи относятся к области поисковых научных исследований, составляющих часть НИОКР, в которых дается поиск и теоретическое обоснование новых конструктивных решений [2, 7-9 и др.].
В заключение хочу выразить благодарность коллективу кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» и особенно заведующему кафедры, доктору технических наук, профессору Щербе Виктору Евгеньевичу за большую помощь в практических и теоретических изысканиях связанных с данной работой, а также доктору технических наук Болштянскому Александру Павловичу за его большое участие в выполненной работе.
Формирование объекта, целей и задач исследования
Кроме того, проблемы собственно проектирования, в том числе нормы и стандарты, а также создание новых образцов компрессорной техники, подробно изложены авторами [2, 7, 9, 44-49].
Несмотря на некоторое различие в методах и походах к решению проект: ных задач (метод мозговой атаки, морфологический и стоимостной анализ, метод ликвидации тупиковой ситуации и т.д.), практически все авторы в той или иной мере указывают на единый подход к созданию новых (в определенной степени) изделий, который может быть представлен следующим перечнем процедур: 1. Определение потребности общества. 2. Формулировка целей и задач. 3. Информационный поиск технических решений-аналогов. 4. Разработка конкурирующих технических предложений. 5. Выбор критериев оценки. 6. Моделирование поведения конкурирующих систем в предметной среде и составление прогноза. 7. Отбор наилучших объектов. 8. Подготовка отобранных объектов к технической реализации.
Безусловно, такой объем работы требует значительных затрат времени и средств, и не может быть полностью проделан только методами научного поиска. Особенно это касается п. 8, который предполагает участие специалистов и коллективов, работающих в смежных областях знаний (технологи, конструкторы, метрологи, материаловеды, менеджеры, специалисты по ремонту и обслуживанию и т.д.).
В рамках единичного научного поиска также не представляется возможным полностью выполнить пункты 4, 6 и 7.
Очевидно, что в данной работе реально и целесообразно предложить и рассмотреть лишь один из наиболее вероятных вариантов технического решения, удовлетворяющий ранее поставленной (см. раздел «Введение») технической цели — создание конструкции РКсКР с уменьшенной потребностью подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону действия рабочих органов.
Как отмечают в своей работе авторы [2], на первых этапах освоения новой конструкции, следует максимально стремиться к использованию имеющихся и хорошо проверенных практикой технических решений, если они не исключают применение нововведений, определенных поставленной при проектировании задачей.
В связи с этим на данном этапе исследования можно принять в целом без изменения компоновку компрессора, взаимное положение и общую конструкцию его рабочих органов.
Единственным вмешательством в сложившиеся традиции можно считать возможную модернизацию опор приводного вала и опоры ротора на эксцентрике, которые традиционно в холодильных компрессорах вращаются в подшипниках скольжения. Последнее связано с тем, что подшипники скольжения имеют пониженную шумность (это очень важно для объектов бытовой техники) и повышенную (по отношению к габаритам) несущую способность по сравнению с подшипниками качения [50, 51]. Кроме того, использование последних неизбежно повлечет за собой увеличение радиальных зазоров в сопряжении ротор-цилиндр, т.к. биение наружного кольца относительно внутреннего кольца даже у высокоточного подшипника может составлять до 6-8 мкм. В то же время, как указано выше, наилучшие характеристики малорасходные холодильные компрессоры показывают при величине зазоров порядка 10 мкм. Следует учесть также, что при монтаже подшипников возникают искажения размеров (особенно- перекосов [52]), которые также негативно скажутся на величине возможных зазоров в РКсКР. Возникшие дополнительные погрешности при использовании подшипников качения могут быть в значительной мере компенсированы использованием методов селективной сборки. Однако при этом существенно снизится ремонтопригодность конструкции. И, кроме того, применение подшипников качения приведет к удорожанию компрессора.
Тем не менее, введение в конструкцию газового (в т. ч. воздушного) РКсКР подшипников качения может позволить отделить механизм привода от рабочих полостей, выполнить конструкцию не абсолютно герметичной (допустить уплотнение приводного вала сальниками) и снизить нагрузку на систему охлаждения (электродвигатель становится открытым). По крайней мере, применение подшипников качения в качестве опор приводного вала и ротора в крупных холодильных РКсКР зарубежного производства показано в [38].
Проведенный выше анализ конструктивных особенностей РКсКР показал, что снижение необходимого количества подаваемой в рабочую зону смазочно-охлаждающей жидкости возможен, если до минимума свести погрешность изготовления, подать в зоны трения достаточное для смазки количество жидкости при обеспечении нормального температурного режима работы компрессора. Очевидно, что такой вариант возможен, если интенсифицировать процесс отвода теплоты из рабочих полостей компрессора.
Информационный поиск, результаты которого приведены выше (см. раз: дел 1.1), дает возможность установить, что интенсификацию отвода теплоты сжатия в РКсКР, особенно при условии стремления к минимизации жидкости, участвующей в рабочих процессах, целесообразно производить путем прокачки охлаждающей жидкости через рубашку цилиндра. При этом во всех известных технических предложениях этот процесс производится за счет использования энергии внешних дополнительных насосов. И только в одном техническом ре шении показано, что частично для создания давления подачи жидкости можно применить насос, образованный пазом разделительной пластины и собственно пластиной, выполняющих функции соответственно цилиндра и поршня (рис. 1.7 [29]). Эта конструкция и может быть принята в качестве аналога. В этом случае схема охлаждения РКсКР может выглядеть следующим образом (рис. 1.14).
Влияние сопротивления гидравлической линии РКсКР на диодность гидродиодов
Выше были рассмотрены принципы расчета изолированных единичных гидродиодов, т.е. их базовые диодности, в то время как в гидравлической схеме РКсКР с питанием системы охлаждения внутренним насосом (см. рис. 1.17) пара диодов с противоположно направленными диодностями является частые общей гидравлической линии, в которой помимо диодов имеются включенные последовательно другие гидравлические сопротивления: подводящие и отводящие трубопроводы, теплообменные аппараты. Следует сразу отметить, что эти сопротивления не имеют существенных диодных свойств. В этом случае необходимо проанализировать два обстоятельства: 1. Каким образом на характеристиках диодов скажется их последовательное или параллельное соединение в гидролинии охлаждения РКсКР. 2. Как гидравлическое сопротивление остальных элементов гидролинии охлаждения РКсКР скажется на характеристиках гидродиодов. Рассмотрим последовательное и параллельное согласное (прямое и обратное направление направлено в одну сторону) соединение двух гидродиодов. При этом будем полагать, что каждый из диодов имеет свою величину обратного ОБ(І,2) и прямого ПР(І,2) сопротивлений и обладает, соответственно, своей диодностью Д1)2. 1. При прямом сопротивлении первого диода ПР(І) намного больше, чем прямое сопротивление второго диода СПР(2) величина "2 стремиться к нулю, а суммарная диодность обоих диодов Д2 —»Дь В противном случае, когда ПР(2) » Спр(і), Дх - Дг. 2. В том случае, когда сопротивления в прямом и обратном направлении равны (идентичные диоды), их общая диодность по сопротивлению равна ди одности одного диода при общем прямом и обратном сопротивлении, равном соответственно сумме сопротивлений диодов в прямом и обратном направле нии. При параллельном согласном соединении гидравлических сопротивлений в соответствии с [72] их проводимости (величины l/VC) складываются, в связи с чем, для прямого и обратного направления для двух диодов можно записать: Аналогично (2.49) уравнение для определения общей диодности при параллельном согласном соединении диодов будет выглядеть следующим образом:
Из последнего выражения следует, что, так же как и при последовательном, при параллельном согласном соединении диодов их диодность по сопротивлению остается равной диодности одного диода. Последовательное соединении гидродиода и обычного, не обладающего диодными свойствами, гидравлического сопротивления. Пусть обычное гидравлическое сопротивление имеет коэффициент сопротивления величиной Тогда в соответствии с [72] диодность по расходу всей гидролинии (диод + обычное сопротивление) может быть определена следующим образом (см. также уравнения (2.1-2.3)): Анализ полученных выражений позволяет сделать вывод о том, что чем меньше К, т. е. чем меньше обычное гидравлическое сопротивление по сравнению с сопротивлением гидродиода, установленного последовательно с этим со противлением, тем выше диодность. В пределе, при К —» 0 До_ —» 1, то есть реализуются максимальные возможности гидродиода. С другой стороны, если К —» оо, то Дез — 0, и присутствие диода в гидролинии лишает ее признаков диодности. Из этого, а также с учетом вышеизложенного, вытекают очень важные положения: 1. Возможность работы гидродиода в качестве обратного клапана гидравлической системы охлаждения в РКсКР существенно зависит от соотношения его гидравлического сопротивления и сопротивления линии, к которой он подключен - чем больше сопротивление диода по сравнению с сопротивлением линии, тем он более эффективен в составе этой гидролинии. 2. Сопротивление гидродиода может быть увеличено путем использования цепочки гидродиодов, установленных согласно и последовательно. 3
С технологической точки зрения и с учетом п.п. 1 и 2 предпочтение следует отдать гидродиодам «проточного» типа, т.е. сопловым, диафрагменным. диффузорным, т.к. в их конструкции при проектировании цепочек диодов нет необходимости поворачивать поток. Гидравлический тракт системы охлаждения исследуемого РКсКР можно представить в виде двух параллельных трубопроводов, имеющих общие источник давления (насос в виде полости разделительной пластины) и сток в виде жидкостного бака (рис. 2.9).
Идеальный и действительный ротационный компрессор с катящимся ротором
Понятие идеального компрессора является очень удобным инструментом для первичного анализа процессов, происходящих в его полостях. Полученные при этом выводы могут быть впоследствии уточнены в конкретных направлениях, представляющих интерес для исследователя. Кроме того, очень часто идеализированная модель может дать достаточно сведений о работе машины, которые необходимы для решения многих практических вопросов [3, 6 и др.]. РКсКР является компрессором объемного действия, и поэтому происходящие в его полостях процессы имеют огромное сходство с процессами наиболее изученного поршневого компрессора. Основное отличие заключается в более сложном математическом представлении объема, описанного ротором в функции от угла ф поворота приводного вала (рис. 3.1). Вычисляя эксцентриситет е положения оси эксцентрика (кривошипа) по формуле где Кц - радиус цилиндра, RP - радиус ротора (DP = 2RP- диаметр ротора), и объем камеры сжатия Усж из выражения где Н - высота цилиндра (ширина ротора), /Сж площадь камеры сжатия. Последняя определяется по формуле [ 15] где р - текущее значение расстояния от оси цилиндра до поверхности ротора (рис. З.1.).
Очевидно, что таким же образом вычисляется площадь/вс. Процессы всасывания, сжатия и нагнетания в РКсКР происходят за два оборота приводного вала (см. рис. 3.2) в отличие от поршневых компрессоров (ПК), в связи с чем относительная скорость прохождения газом всасывающего окна и нагнетательного клапана, как и потери в них, гораздо (примерно в два раза) меньше, чем в ПК. Фактически в компрессоре процессы протекают в двух полостях, разделенных точкой С (см. рис. 3.1) касания ротора о цилиндр. Водной полости (/вс, не заштрихована на рис. 3.1) происходит процесс всасывания, а в другой (параллельно) - процесс сжатия - нагнетания (площадь/еж, заштрихована на рис. 3.1). Всасывание начинается в точке 1 (рис. 3.1), когда ротор открывает всасывающее отверстие цилиндра, и заканчивается в точке 2, когда ротор проходит отверстие нагнетательного клапана. В этот же момент в полость всасывания ротор проталкивает сжатый газ из мертвого пространства (ограничено углом фм.вс)3 который расширяется в полость всасывания. Этот объем очень мал, не более 1% от объема полости [15], и в первом приближении его можно не учитывать. Понятие идеального компрессора связано с традициями расчета, установившимися при исследовании поршневых машин (см., например, [3]). При этом полагается, что идеальный компрессор - это упрощенная мысленная модель действительного компрессора, которую можно использовать как инструмент для решения практических задач, связанных с работой реального компрессора. Обычно при использовании этой модели полагают (применительно к РКсКР), что мертвый объем, тепловая инерция стенок цилиндра, гидравлические потери в клапанах, подогрев газа на всасывании, потери работы в процессе нагнетания и в нагнетательном тракте, трение в механических узлах и неплотности в рабочей полости отсутствуют. Полагается также, что параметры газа в процессах всасывания и нагнетания постоянны, нагнетательный клапан открывается мгновенно при достижении в цилиндре давления нагнетания и мгновенно же закрывается по окончании процесса нагнетания.
Однако, как показано в работах [2, 17], на этапе представления объемного компрессора в качестве идеальной модели, вполне возможно использовать схематизацию индикаторных диаграмм [3] с расчетом потерь во всасывающем и нагнетательном трактах. На этой же стадии анализа сравнительно легко определить оптимальную ширину В разделительной пластины (лопасти), при которой не возникают перекашивающие нагрузки от взаимодействия ее и ротора, исходя из чисто геометрических представлений о работе компрессора (рис. 3.3), и, соответственно, максимальный объем Ущтах) , занимаемый лопастью в процессе работы компрессора.
Экспериментальные исследования характеристик гидродиодов в стационарном потоке жидкости
С одной стороны, при таком исследовании можно ограничиться выяснением прямого и обратного сопротивления гидродиодов с различными углами /? конуса (см. рис. 2.8) и различными соотношениями диаметров со и 42 (меньший и больший диаметр усеченного конуса) при различных Re, в том числе и при последовательной установке гидродиодов в одной линии. Однако, в таком случае останется неясным механизм, влияющий на их работу, что затруднит общий прогноз поведения гидродиодов, особенно при их последовательной установке.
Одним из наиболее простых и широко используемых методов выяснения механизма течения жидкостей и газов через различные сопротивления, является метод визуализации потока. Это позволяет не только наблюдать за его характерными особенностями, но и фиксировать их на фото или видеоаппаратуру для последующего сравнения и анализа. При этом с точки зрения простоты наблюдения и фиксации желательно, чтобы поток был плоским, что позволяет исключить оптические искажения наблюдаемого явления.
Кроме того, в качестве рабочей жидкости должна быть использована достаточно прозрачная среда, а для визуализации возникающих в ней течений необходимо подобрать контрастное вещество, мало влияющее на характер течения и не смешивающееся с рабочей жидкостью, что позволит наблюдать за течением в потоке при всех числах Re. Изложенные выше соображения были использованы при проектировании и изготовлении установки, схема которой показана на рис. 4.2.
В качестве рабочей жидкости было решено использовать сетевую воду, что исключало необходимость в применении отдельного источника и позволяло иметь стабильное давление и температуру при проведении длительных опытов. Кроме того, вода имеет хорошо изученные свойства и высокую прозрачность.
Установка содержит корпус 1, изготовленный из стеклотекстолита, в котором выполнен паз 2 (ширина паза - 20 мм, погрешность изготовления 0,1 мм, толщина стеклотекстолитовой пластины 20±0,05 мм), являющийся проточной частью гидролинии. В этом пазу перпендикулярно боковым стенкам корпуса изготовлены прорези для установки пластин 3, сделанных из стального катанного листа толщиной 1 мм. Пазы сделаны под разными углами а и на разных расстояниях друг от друга. Всего было пропилено 9 «комплектов» пазов, каждый «комплект» содержит по три парных (с обеих сторон паза 2) паза с углами «, равными 30, 45 и 60 градусов, и отстоит друг от друга на расстоянии 40±1 мм вдоль всего корпуса 1. Погрешность выполнения углов наклона пазов под пластины (в т.ч. и их перпендикулярность относительно плоскости корпуса 1) оце-1 нивается в ±2,5.
В качестве дросселя слива 8 и подачи 10 используются шаровые краны с условным проходным сечением 20 мм.
Для измерения расхода воды (поз. 9) применялся расходомер водяной модели «ZENNER В-92» класса точности 1,5 и секундомер с ценой деления 0,2 с. Давление подачи воды измерялось образцовым манометром 11 с диаметром шкалы 160 мм, рассчитанной на измерение избыточного давления от 0 до 0,1 МПа, цена деления шкалы - 0,5 кПа. Стенки 7 выполнены из обычного стекла толщиной 5 мм. Герметизирующие крышки 6 стягивались болтами, установленными с шагом 20 мм. Перед установкой стенок 7 и крышек 6 стыки промазывались анаэробным герметиком. В качестве дифференциального манометра 5 использовалась U-образная прозрачная полиэтиленовая трубка с внутренним диаметром 4 мм, закреплен ная на вертикальной пластине (вертикаль контролировалась отвесом), рядом с ветвями трубки были установлены шкалы с ценой деления 1 мм. На рис. 4.2 установка показана в положении испытания гидродиодов при обратном направлении потока. Для испытания прямого направления потока производилось рассоединение муфт 4 и поворот корпуса 1 на 180, после чего муфты 4 снова герметизировались. В качестве устройств 12 для подачи подкрашивающей жидкости использовались шприцы медицинские. На шприц надевалась штатная игла с внутренним диаметром 0,5 мм, которая вводилась непосредственно в поток жидкости через специально изготовленный штуцер. Пробные эксперименты по введению подкрашивающей жидкости показали, что наилучшим вариантом является ввод в исследуемый поток отработанного моторного полусинтетического масла. Содержащиеся в масле частицы износа деталей ДВС и сажа делают его цвет практически черным, оно не растворяется в воде, имеет вязкость, близкую к вязкости воды, хорошо распыливается иглой, образуя легко наблюдаемые мелкие шарики диаметром 0,1-1 мм. Температура воды измерялась ртутным термометром с ценой деления 1К в свободном потоке вытекающей из установки жидкости с частотой не реже одного раза каждые 15 минут. Длительность единичного измерения расхода воды была не менее 20 с. Перед проведением каждой серии экспериментов для установления постоянной температуры и удаления посторонних частиц вода сбрасывалась из подводящего крана на слив в течение не менее 10 мин. Исследования проведены с гидродиодами, имеющими расстояние между кромками пластин 3 (рис. 4.2), равными 4, 10 и 16 мм, расстояние соответствует параметру а) (меньшая ширина проходного сечения гидродиода). При этом параметр Q (большая ширина проходного сечения гидродиода) оставался посто янным и равным ширине паза — 20 мм. Данные размеры измерялись штангенциркулем с ценой деления 0,1 мм, подгонка до заданной величины осуществлялась при монтаже пластин. Для получения всего возможного диапазона Re изменялось сопротивление дросселей 8 и 10, что приводило к изменению скорости течения воды и изменению перепада давления на установке. Перед проведением измерений с установленными дросселями осуществлена проливка самого приспособления в прямом и обратном направлении во всем возможном диапазоне давлений подачи с целью выяснения его собственного сопротивления, которое впоследствии было учтено при обработке результатов измерений. Некоторые результаты экспериментов показаны на рис. 4.3 - 4.8. Из рассмотрения показанных на этих рисунках графиков можно сделать следующие выводы.
