Устройство обнаружения кавитации

ОП ИСАНИЖ

ИЗОБРЕТЕНМФ ц Йф17

Союз Советских

Социалистических

Республик

/ р

К ASTOPCNOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 121277 (21) 2553638/29-3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.0980, Бюллетень № 3

)„з

01 И 10/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

ДК 620. 179.

14(088.8) Дата опубликования описания 15.0980 . (72) Авторы изобретения

В.П.Боченинский, В.Б.Емелин, A.Â.Òàíàíàåâ, Ю.П.Ушаков и В.В.Яковлев (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт имени М.И.Калинина (54) УСТРОЙСТВО ОБНАРУ)КЕНИЯ КАВИТАЦИИ Изобретение относится к области прикладной магнитной.гидродинамики и может быть использовано для определения кавитации в гидравлических системах и устройствах, использующих в качестве рабочего тела электропроводяющую жидкость, а также в магнитогидродинамических насосах и аппаратах. Такие устройства используются в металлургии, системах теплообмена энергетических установок и т.д.

Известно устройство, основанное на методе "срывных характеристик", снабженное приспособлениями отбора 15 давления для регистрации начала ка-. витации f1) .

Необходимость отбора давления приводит к понижению надежности устройства. 20

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство обнаружения кавитации в исследуемом объекте, содержащее электроды, соединенные 25 с источником питания и измерительным приспособлением $2) .

Недостатком этого устройства является необходимость ввода электродов через стенку объекта. В этом слу-30 чае понижается надежность объекта при работе с агрессивными жидкостями, а также появляется опасность нарушения герметичности в местах ввода электродов.

При работе с жидкими металлами к изготовлению чувствительных элементов предъявляются особые требования (изоляция, герметичность и т.п.). Неточность установки электродов может вызвать дополнительный механизм возникновения кавитации.

Цель изобретения — определение начала кавитации, а также степени ее развития. . Цель достигается тем, что устройство, содержащее электроды, соединенные с измерительным приспособлением снабжено магнитом для размещения между его полюсами исследуемого объекта, а электроды выполнены в виде скользящих по стенкам исследуемого объекта контактов.

На фиг. 1 показана одна из возможных схем предлагаемого устройства; на фиг. 2 представлены результаты измерений перепада давления, интенсивность акустического шума, падение напряжения от расхода жид763717 кости в докавитационном и кавитационном режимах при одинаковом противодавлении Р = 2,05 10 Н/м и индукZ 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 П 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 b.0 на электродах, установленных на наружных стенках канала, определяют момент раннего возникновения кавитации (фиг. 2, кривая 1). Передвигая электроды, выполненные в виде скользящих контактов можно 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 Q >, начиная с которого при дальнейшем увеличении скорости, потока наступает кавитационный режим.

Изменение интенсивности акустического шума (кривая, !!) обнаруживается при расходе Qqp существенно меньшем, чем расход Q <>, определенный по "срывной характеристике" (кривая III). Наиболее значительные изменения при кавитации получает зависимость падения напряжения от расхода (кривая !). Анализ кривой показывает, что переход к кавитационцому режиму фиксируется при расходеЧ„Р, почти в два раза меньше, чемЯ Р определенный по "срывной характеристике."

Из-за наличия в потоке пристеночной эоны с повышенной степенью кавитации, а следовательно, и с большим

Формула изобретения

Устройство обнаружения кавитации в исследуемом объекте, содержащее электроды,,соединенные с измеритель45 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 между его полюсами исследуемого объекта, а электроды выполнены в виде скользящих по стенкам исследуемого объекта контактов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кнэпп P. и др. Кавитация„

М., "Мир", 1974.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 533861, кл. 0 01 N 29/02, 1974.

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 ка-. витационных 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

Риа1 4"/с фея

Составитель М. Слинько

Редактор Т. Кузнецова Техред И. Асталрщ Корректор С. Шекмар

Заказ 6270/35 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4