Гидродинамический стенд

Установка представляет собой замкнутый гидродинамический контур.Габаритные размеры стенда: длина – 6290 мм; высота – 1770 мм; ширина – 700 мм.

Рабочая часть стендасостоит: из теплообменникадлиной 550 мм, поперечным сечением 400 × 400 мм² с двумя змеевиками; хонейкомбадлиной 300 мм, поперечным размером 400 × 400 мм²;конфузора длиной 600 мм с коэффициентом поджатия 13,3;рабочего участка длиной 1000 мм поперечным сечением 150 × 80 мм² с плоскими параллельными боковыми стенками, в который устанавливается исследуемый профиль. Рабочий участок состоит из трех секций: левой и правой, куда подводятся датчики давления и центральной, где устанавливается исследуемый профиль.Стенки рабочего участка снабжены смотровыми окнами для проведения оптических измерений.

За рабочим участком расположен диффузор длиной 1200 мм с поперечными размерами 150 × 80 мм² на входе и 250 × 150 мм² на выходе.

Масса трубы в рабочем состоянии – 1770 кг. Объем воды – примерно 740 л. Насос, установленный на стенде, позволяет получать в ядре потока рабочего участка скорости до 10 м/с.

ОСНОВНАЯ ТЕМАТИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.      Гидродинамика лабораторных турбулентных течений, включая естественную и искусственную кавитациию.

2.      Физическое моделирование технологических процессов в энергетике, химической промышленности и т.д.

3.      Диагностика обтекания реальных и модельных объектов.

Стенд оборудован следующим комплексом аппаратуры:

1. ультразвуковой расходомер жидкости УРЖ2КМ позволяет измерять расход воды от 20 до 380 м³/ч;

2. датчики температуры  ТСМ.50М обеспечиваютизмерение и контроль температуры в стенде; 

3. датчики давления – разрежения 415-ДИВ в рабочем участке и один на выходном от насоса патрубке осуществляютконтроль и измерение давления. Пределы измерения датчиков: -100…300 кПа;

4. холодильнаяустановкаВТХО – 24 – С – ПМпозволяет осуществлятьтерморегулирование в стенде. Параметры:давление жидкости (воды) на выходе – 3 бар, производительность насоса – 5,5 м³/ч, холодопроизводительность при температуре вода/воздух/+15/+30°С – 30,5 кВт;

5. измерительный щит с выведенными на панель электронным блоком расходомера  и измерителем – регулятором ТРМ 138 «ОВЕН», к которому подключены датчики температуры и давления. Через преобразователь интерфейсов АС4 данные поступают на ПК.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС «ПОЛИС»

Для измерений используется созданный в институте теплофизики СО РАН измерительный PIVПОЛИС, который состоит: из программируемого синхронизирующего процессора;  ПЗС – камеры (2048 × 2048 pix², 8-10 бит); двойного импульсного Nd:YAGлазера с длиной волны лазерного излучения 532 нм с фокусирующей и цилиндрической линзами для создания лазерного ножа; зеркала, позволяющего вырезать определенный участок исследуемой области в рабочем участке. 

Управление экспериментом и обработка данных осуществляется с использованием программного обеспечения «ActualFlow», которое предназначено для автоматизации процесса проведения эксперимента, обработки и визуализации данных.

Импульсный лазер создает тонкий световой нож и освещает микрочастицы (трассеры), взвешенные в исследуемом потоке. Положения частиц в момент двух последовательных вспышек лазера регистрируются на два кадра цифровой камеры. Скоростное поле в потоке определяется расчетом перемещения, которое совершают частицы за время между вспышками лазера. Определение перемещения основано на применении корреляционных методов к трассерным картинам с использованием регулярного разбиения на элементарные подобласти.

Для примера приведены картины кавитационного обтекания цилиндра мгновенная и усредненная, полученная с помощью программы ActualFlowза 2000 двойных кадров (цветом показано поле продольных скоростей).