книги / Методы исследования центробежных компрессорных машин

В качестве примера приведем расчет погрешностей результатов эксперимента, проведенного в лаборатории компрессоростроения ЛПИ по исследованию трехзвенной концевой ступени. Ниже при­ ведены абсолютные погрешности непосредственно измеряемых величин.

имеющихся в литературе данных [54, 64] и класса точности при­ меняемых на стенде измерительных и регистрирующих приборов.

Используя общие выражения (129), (130) и уравнения, приве­ денные в гл. II, можно получить абсолютные и относительные погрешности измеряемых параметров (табл. 3). Все вычисления в данном примере проделаны в применении к колесу рл2 = 49° при работе на режиме i x = 0°; и 2 = 214,5 м!сек.

При выводе уравнений для определения абсолютных погреш­ ностей пренебрегали погрешностями, получаемыми при измерении геометрических размеров (Dt ; D 2; Ьг; |Зл1 и т. д.). Помимо этого, погрешности для справочных величин (я, g, R и пр.) также не учитывались.

В заключение укажем, что точность обработки числового материала должна быть согласована с точностью собственно изме­ рений. Существует общее правило, что ошибка, получающаяся при вычислениях, должна быть на порядок меньше суммарной ошибки измерений. Несоблюдение этого правила может привести или к увеличению погрешности при обработке полученного резуль­ тата, или, что также часто бывает, к непроизводительной затрате труда и созданию неправильного впечатления о повышенной точ­ ности измерений. Для обработки опытных данных обычно тре­ буются счетные устройства, позволяющие производить вычисле­ ния с точностью до четвертого знака.

И с с л е д о в а н и е п о т о к а в а б с о л ю т н о м д в и ж е н и и

18 . Х а р а к т е р и с т и к и и т а р и р о в а н и е п р и б о р о в

В настоящее время для измерения осредненных по времени полей полных и статических давлений, а также величины и на­ правления скорости газа наибольшее распространение получили пневмометрические приборы.

Вследствие сравнительной малости геометрических размеров каналов проточной части центробежных компрессоров, и в осо­ бенности их моделей, одним из основных требований, предъявляе­ мых к измерительным приборам, является малогабаритность. Это требование трудно удовлетворить при использовании для экспе­ риментальных работ комбинированных трубок и зондов. Поэтому при исследовании проточной части ц. к. в большинстве случаев предпочтение отдается трубкам полного и статического давления (т. п. д., т. с. д.) и аэродинамическим угломерам (а. у.). При­ менение этих приборов, выполненных с достаточно малыми гео­ метрическими размерами, позволяет уменьшить возмущение по­ тока, вызываемое приемной частью насадка, и получить значения интересующих исследователя параметров, приближающиеся к локальным. Сказанное относится и к измерителям температуры.

К измерителям давлений, величины и направления скорости газа, а также его температуры предъявляются следующие требо­ вания.

1.Минимальные габариты приемной части прибора при не­ большой инерционности.

2.Максимальная нечувствительность к углам скоса потока газа р и ô (рис. 32); это требование не распространяется на угло­ меры в плоскости р, а также на трех- и пятиканальные зонды, служащие для измерения как величины, так и направления ско­ рости.

3.Стабильность поправочных коэффициентов насадков во вре­

мени и их неизменность в широком диапазоне изменения чисел М набегающего потока газа.

4. Минимальное расстояние от приемных отверстий насадка до его оси вращения.

5.Возможность проводить измерения в достаточной близости от стенок, ограничивающих исследуемый канал, и осуществлять надежное уплотнение в месте ввода насадка.

6.Достаточная прочность.

7.Технологичность и простота изготовления.

Практически выполнение приемной части измерительных при­ боров весьма малых размеров при высокой культуре производства не вызывает серьезных затруднений. Однако следует иметь в виду, что уменьшение размеров приемной части прибора при прочих равных условиях ведет к росту гидравлического сопротивления измерительной системы насадок — соединительный тракт — ре­

гистрирующий прибор и, следовательно, к увеличе­ нию времени проведения экспериментальных работ. При этом в случае невоз­ можности обеспечить ра­ боту исследуемого объекта на достаточно длительных установившихся режимах уменьшается точность из­ мерения. Приборы с очень

малыми приемными отверстиями легко засоряются. Даже при не­ значительной негерметичности измерительного тракта большое сопротивление приемника давления может быть причиной замет­

насадка и регистрацией полной величины этого импульса регистри­ рующим прибором назовем временем срабатывания системы. Время срабатывания зависит не только от формы и размеров собственно насадка, но и от конструкции регистрирующего прибора, пара­ метров измеряемого потока, формы и геометрических размеров соединительного тракта. Таким образом, для определения истин­ ного времени срабатывания необходимо проведение испытаний всей измерительной системы в рабочих условиях, т. е. при реаль­ ном перепаде с подключением имеющихся на стенде измерительных приборов и действительной длине соединительных трактов.

Влияние конструкции собственно насадка на время срабаты­ вания системы можно охарактеризовать условной величиной, которую назовем временем срабатывания насадка. Под этой вели­ чиной будем понимать время протекания через насадок 200 см3 воздуха при нормальных условиях на входе и при перепаде давле­ ния ДР = 200 мм вод. cm.

Для определения времени срабатывания насадков можно использовать установку, изображенную на рис. 33 [13]. Воздух

из эластичного резинового баллона 1 подается в исследуемый на­ садок 2, из которого поступает в бачок 4, заполненный водой. Количество воды, вытекающее из бачка, равно количеству воздуха, протекающего через испытуемый насадок. Оно замеряется мерной колбой 5. Перепад давления измеряется с помощью дифманометра 3. Величина перепада поддерживается постоянной путем изменения силы давления на баллон. Время проведения опыта фиксируется секундомером.

Рис. 33. Установка для определения времени сраоатывания насадков

Установка позволяет определить и относительное время сраба­ тывания насадка т при фиксированном перепаде давления:

через принятый за эталонный и испытуемый насадки соответственно (данные по относительному времени срабатывания насадков рекомендуемых типов при­ ведены в приложениях 4—6).

Соответствие насадков второму и третьему требованиям опре­ деляется при тарировании1.

При тарировании т. п. д. определяются поправочный коэффи­ циент К * и нечувствительность показаний насадков к углам скоса потока р и б. Последняя характеризуется соответственно диапа­

зонами углов р и ô, в которых коэффициенты Р$ и Рь равны нулю. Выражение для определения коэффициентов К * имеет сле­

1 Методы тарирования измерителей температуры изложены в п. 25.

Коэффициент /?р определяется при условии ô = 0:

Коэффициент pô определяется при условии р = 0:

В формулах (133) и (134) подстрочные индексы у р* означают углы скоса потока, при которых измерялось полное давление; р — плотность газа и с* — скорость газа в невозмущенном потоке. Для оценки правильности показаний т. с. д. при нулевых углах скоса потока служит коэффициент

Для оценки нечувствительности т. с. д. к углам скоса потока по аналогии с формулами (133) и (134) введены следующие коэф­

Целью тарирования аэродинамических угломеров является определение их чувствительности к углам скоса потока Р и ô. Для оценки чувствительности угломера к углу р служит коэффи­ циент %, который определяется при условии 6 = 0 [3]:

где

дРа. г/.

Ра- У- “ 2 (139)

оо

р ^ -

перепад давлений в трубках а. у.

НО