Устройство обнаружения кавитации — SU 763717 (original) (raw)
ПИС ОБРВТОРСМОМ Союз Советских СоциалистическиРеспублик И,Ж ТЕпИСВИДЕТЕЛЬС(21) 2553638/до соединением за сударствеииый комит СССР о делам изобретений и открытий3) Приорит ликовано 15.0980, Бюллетень Мо ДК 620.179.14(088.8) 0980,ликовани сани 72) Авторыизобретения) Заявите Лен градский нститут р е(54) УСТРОЙ УЖЕ ВИТАЦИИ ится к области.гидродинамикиовано для опрегидравлическихах, использующихтела электроа также в магинасосах и аппатва используютстемах теплообустановок и т.д. Известно устройство, основанноена методе "срывных характеристик",снабженное приспособлениями отборадавления для регистрации начала ка-.витации 11 .Необходимость отбора давления приводит к понижению надежности устройства.Наиболее близким к предлагаемомуизобретению по технической сущностиявляется устройство обнаружения кавитации в исследуемом объекте,содержащее электроды, соединенныес источником питания и измерительнымприспособлением 2,Недостатком этого устройства является необходимость ввода электродов через стенку объекта. В этом слу 2 м О Изобретение отно прикладной магнитно и может быть исполь деления кавитации в системах и устройст в качестве рабочего проводяющую жидкост тогидродинамических ратах. Такие устрой ся в металлургии, с мена энергетических В.П.Воченинский, В. Ю.П.Ушаков и.В.Яковлев Ленина политехническИ,Калинина 2чае понижается надежность объектапри работе с агрессивными жидкостямиа также появляется опасность нарушения герметичности в местах вводаэлектродов,При работе с жидкими металламик изготовлению чувствительных элементов предъявляются особые требования (изоляция, герметичность ит.п.). Неточность установки электродов может вызвать дополнительныймеханизм возникновения кавитации,Цель изобретения - определениеначала кавитации, а также степениее развития.. Цель достигается тем, что устройство, содержащее электроды, соединенные с измерительным приспособлением снабжено магнитом для размещения одежду его полюсами исследуемогообъекта, а электроды выполнены ввиде скользящих по стенкам исследуемого объекта контактов.На фиг. 1 показана одна из возожных схем предлагаемого устройства; на фиг. 2 представлены результаты измерений перепада давления,интенсивность акустического шума,падение напряжения от расхода жидкости в докавитационном и кавитационном режимах при одинаковом противо- давлении Р = 2,05 10 Н/м и индук 2 ции магнитного поля В = 0,3 Т.Устройство состоит из полюсов магнита постоянного или переменного .тока 1, электродов 2 на наружных стенках канала 3, выполненных в виде скользящих контактов для определения степени развития кавитации.Известно, что при движении электропроводящей жидкости в магнитном поле в ней индуцируются электрические токи. В обычных условиях падение напряжения на электродах Ь ц пропорционально скорости движения рабочей среды и магнитного поля. Однако уже на ранних стадиях развития кавитации наблюдается резкое снижение напряжения при монотонном возрастании скорости движения металла. По измерениям падения напряжения Ь О на электродах, установленных на наружных стенках канала, определяют момент раннего возникновения кавитации (Фиг. 2, кривая 1). Передвигая электроды, выполненные в виде скользящих контактовможно определить степень развйтия. кавитации по длине канала.Проверка работоспособности заявляемого устройства проводилась при кавитационных испытаниях на линейной кондукционной машине постоянного тока. С целью выявления наиболее чувствительного метода для определения кавитации на ранней стадии ее; развития производилось сопоставление результатов кавитационных испытаний с методом "срываемых характеристик" и акустическим методом. На Фиг. 2 показано значение критичес- кого расхода Яр, начиная с которого при дальнейшем увеличении скорости, потока наступает кавитационный режим.Изменение интенсивности акустического шума (кривая, ) обнаруживается при расходе Икр существенно меньшем, чем расход Я р, определенный по фсрывной характеристике" (кривая ). Наиболее значительные изменения при кавитации получает зависимость падения напряжения от расхода (кривая ). Анализ кривойпоказывает, что переход к кавита" ционцому режиму фиксируется при рас- ходеЧР, почти в два раза меньше, чемЯР определенный по "срывной характериетике,"Из-за наличия в потоке пристеночной эоны с повышенной степенью кавитации, а следовательно, и с большим40 Формула изобретения Устройство обнаружения кавитациив исследуемом объекте, содержащееэлектродысоединенные с измеритель 45 ным приспособлением, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью определения начала. кавитации, а также.степени ее развития, устройство снабжено магнитом для размещения междуего полюсами исследуемого объекта,а электроды выполнены в виде скользящих по стенкам исследуемого объекта контактов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кнэпп Р. и др. КавитацияМ., "Мир", 1974.2Авторское свидетельство СССРВ 533861, кл. 0 01 М 29/02, 1974. 10 15 20 25 ЗО 35 электрическим сопротивлением основная часть индукционных токов будет замыкаться в пределах ядра потока. При этом в стенках канала плотность тока снижается и падение напряжения уменьшается. Тонкие пристеночные зоны с повышенной концентрацией кавитационных пузырей образуются уже в начальной стадии развития кавитационного процесса, поэтому и наблюдается изменение падения напряжения.Данное устройство позволяет, не нарушая герметичности прочностных свойств объекта,и не вводя в поток элементов, которые могут вызвать дополнительный механизм возникновения кавитации, определить начало кавитации на более раннем этапе ее зарождения (по сравнению с имеющимися методами), а также проследить степень развития (ее длину) или локализацию.Использование данного устройства является наиболее благоприятным при определении начала развития кавитации в магнитогидродинамических насосах, где магнитное поле является необходимым элементом самой машины. Необходимость раннего определения начала кавитации тесно связана.с энергетической надежностью работы . МГД-насосов, генераторов и других устройств технологического назначения. В частности, при экспериментальном изучении кавитации в укаэанном МГД-насосе удалось повысить его КПД не менее, чем на 5,Устройство открывает новые возможности в диагностике возникновения и развития кавитации при экспериментальном изучении кавитационных свойств объектов.763717 Ю 7Р 5 Слинько ош орректор С. Шекмар знецова Техред И, А дписное илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Редактор Т. Заказ 6270/ е,ф/ Составитель М, Тираж 1019 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушомитета СССР открытий кая наб д 4/