г) Измерение направления потока
Для измерения направления потока в разное время использовались различные механические и пневматические приемники. Принцип работы последнего основан на использовании зависимости давления в определенных точках, характерных для приемника, от направления притока.
Рассмотрим обтекание цилиндра потоком газа (рис. 1.4). В цилиндре имеются два приемных отверстия (расположенных к оси цилиндра под углами φ1 и φ2), которые используются для измерения полных давлений p1* и p2*. Действительный поток набегает на цилиндр под углом β к оси цилиндра (рис. 1.4).
Составим уравнение Бернулли для несжимаемого потока газа в направлениях углов φ1, φ2 и β:
Здесь р — статическое давление в потоке газа; c1 — скорость в потоке газа на входе в правое отверстие цилиндра ( рис. 1.4); с2 — то же на входе в левое отверстие цилиндра;
Рис. 1.4. К выводу уравнения для определения угла направления потока газа с — действительная скорость потока газа.
Учитывая, что c1 = c cos(β − φ1) и c2= c cos[180 − (β + φ2)]= − c cos(β + φ2) найдем разность давлений:
и отношение
Если углы φ2 = φ1 = φ, то зависимость, описывающая распределение давления на поверхности цилиндра в определенной координатной плоскости, представляется так:
Формула (1.16) позволяет определить необходимый угол между двумя приемными отверстиями и средним, которое используется для измерения полного давления (рис. 1.4). Из условия экстремума функции при β = const находим φ = φОПТ = 45°. Когда среднее отверстие установлено строго по потоку (φ = 0), оно воспринимает полное давление. При этом выражение (1.16) обращается в нуль.
Следует отметить, что все приборы для измерения температуры, давления и направления потока калибруются в специальных местах, без которых невозможно оценить погрешность измерения.
Рис. 1.5. Комбинированный насадок для измерения полного давления и угла направления потока (В — В)
Ремонт турбин