ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 437
Скачиваний: 6
Отношение этой проекции к скоростному вектору будет равно
|
|
|
и |
= |
COS а. |
|
|
|
|
|
|
|
|
(11.11) |
||
Зависимость |
-^- |
— f(a) |
в |
этом |
случае |
графически |
|
будет |
вы |
|||||||
ражаться линией косинуса |
(рис. |
11.5). Ясно, что при |
совпадении |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
направлений |
вектора |
ско |
||||||||
|
|
|
|
|
|
рости |
и |
осп |
вертушки |
по |
||||||
О |
|
|
|
|
|
следняя |
будет |
|
регистриро |
|||||||
a |
|
|
|
|
вать |
величину |
самого |
ско |
||||||||
у |
о/ |
|
|
|
||||||||||||
о |
|
|
|
ростного |
вектора |
|
и. |
|
|
|||||||
|
и |
|
|
|
|
|
Применяемые |
|
в |
настоя |
||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
щее время |
гидрометрические |
|||||||||
|
й |
|
Створ |
|
вертушки |
|
не являются в пол |
|||||||||
г |
|
|
ной |
мере |
компонентными. |
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
В |
косоструйном |
потоке |
они |
|||||||
|
|
|
|
|
|
занижают |
|
величину |
проек |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ции скоростного вектора. На |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
рис. |
11.6 показана |
сплошной |
||||||||
|
|
|
|
|
|
линией |
зависимость |
|
= |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
= / (а) для вертушки ВЖМ-3 |
||||||||||
Рис. 11.4. Схема измерения скорости при |
(по |
результатам |
|
испытаний |
||||||||||||
в турбулентном |
потоке). Как |
|||||||||||||||
косоструйном |
течении. |
|
|
|
видно, |
показания |
вертушки |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
не |
следуют точно |
закону |
||||||||
косинуса. В данном |
случае |
компонентные |
свойства |
сохраняются |
||||||||||||
при углах отклонения вправо н влево до 20—25°, при больших углах вертушка дает заниженные величины проекции скоростного вектора.
1,0 |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
О,в |
|
|
|
|
|
|
|
|
OA |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
а.Л90° |
70 |
50 |
30 |
Ю 0 10 |
30 |
50 |
70 |
90 к пр |
Рис. П.5. Зависимость =}{а) для компонент-вертушки (линия косинуса).
Н6
Для определения компонентных свойств вертушек проводят специальные испытания их в тарировочных каналах. Для оценки компонентное™ применяется показатель А/г %
|
П COS 1 — п |
|
|
|
|
а |
(11.12) |
|
П COS |
1 ЮО°/о. |
|
где п — число оборотов |
|
||
лопастного |
винта в секунду при нормаль |
||
ном расположении ее |
относительно |
сечения канала; |
па—число |
оборотов лопастного винта в секунду при тон же скорости, но при
повороте вертушки на угол а |
относительно направления скорости. |
|||||||
Как показали |
испытания, проведенные |
ГГИ, применяемые у нас |
||||||
вертушки |
имеют |
следующие |
показатели |
компонентное™ (при. |
||||
|
1,0 |
|
|
и |
N |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
^ |
Поопыгт1ам |
||
|
0,6 |
|
'J |
|
|
|
V °- |
- |
|
|
fa |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
\ |
||
|
О.ч |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
о,2 |
/ |
|
|
|
|
|
\ |
|
/ |
|
|
|
|
|
|
\ |
|
/ |
|
|
|
|
30 |
50 |
70 90"ct np |
|
а л 90° |
70 50 30 10 0 10 |
||||||
|
Рис. 11.6. Зависимость |
— = / ( a ) |
для вертушки ВЖМ-3. |
|||||
a = 40°): |
Ж-3, |
|
ВЖМ-3 — до |
25%; |
ГР-21 и |
ГР-21М, ГР-55 |
||
и ГР-11—до 5% |
(все данные относятся к лопастным винтам № 1). |
|||||||
Как видно из приведенных данных, лучшими компонентными свой ствами обладают вертушки ГР-21, ГР-21М, ГР-55 и ГР-11, что делает их наиболее пригодными для измерений скоростей течения в косоструйных потоках.
Компонентные свойства вертушек с чашечным ротором и вер тикальной осью вращения отличаются от свойств рассмотренных выше вертушек с горизонтальной осью вращения. Так, например, для вертушки типа Прайса при отклонении ее влево от направле ния скорости линия зависимости ^ ~ = f(a) проходит ниже линии
косинуса (занижение скорости), а при отклонении вправо — выше линии косинуса (завышение скорости); это объясняется различ ными условиями обтекания потоком чашек ротора при его вра щении в вилке, на которой укреплена ось вращения.
Описание основных типов гидрометрических вертушек. Выше уже указывалось, что общее количество различных типов и конструкций гидрометрических вертушек весьма велико. Здесь
117
остановимся только на основных типах вертушек, применяемых в настоящее время в нашей стране, и дадим краткое описание не которых вертушек, выпускаемых за рубежом, конструкции которых представляют интерес.
Наиболее распространенной на гидрологической сети в послед
ние годы была вертушка Ж-3 |
конструкции |
Н. Е. Жестовского. |
|
Этих вертушек еще много на сети н в изыскательских |
организа |
||
циях, однако они уже сняты с производства |
и будут |
постепенно |
|
заменяться более совершенными, |
в частности |
вертушками ГР-21М, |
|
|
Рис. 11.7. Устройство гидрометрической |
вертушки Ж-3. |
|
|
|||||||||||
/ — лопастный вннт; 2 — гнльза с червячной |
втулкой; |
3 — з а ж и м н а я муфта; |
4 — клемма, |
||||||||||||
ке изолированная от |
корпуса; |
5 — клемма, изолированная |
от корпуса; |
6 — корпус; |
|||||||||||
7 — штепсельное |
гнездо; 8 — штепсель; |
9 — вннт |
стопорный; |
10 — ось; / / |
и |
16 — вну |
|||||||||
тренние обоймы |
шарикоподшипников; |
12 и 15—наружные |
обоймы шарикоподшипни |
||||||||||||
ков; |
13 — внутренняя |
распорная |
втулка; |
14 — н а р у ж н а я |
втулка; |
17 — осевая гайка |
|||||||||
крепления шарикоподшипников; |
18 — червячная |
шестерня; |
19 — контактный |
штифт; |
|||||||||||
20 — контактная |
пружина; |
21 — вннт, закрепляющий |
контактную |
пружину; 22 — токо- |
|||||||||||
|
|
|
|
проводящнй |
стержень . |
|
|
|
|
|
|
||||
являющимися, |
по |
существу, |
усовершенствованными |
вертушками |
|||||||||||
типа |
Жестовского, |
а |
также малогабаритными |
вертушками |
ГР-55 |
||||||||||
и ГР-11 1 конструкции П. Н. Бурцева. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Г и д р о м е т р и ч е с к а я |
в е р т у ш к а |
Ж-3 |
состоит |
из |
кор |
||||||||||
пуса, |
ходовой |
части с лопастным винтом и контактным |
механиз |
||||||||||||
мом |
и стабилизатора |
направления |
(рис. |
11.7); |
в комплект |
вер |
|||||||||
тушки входит также сигнальное устройство. |
|
|
|
|
|
||||||||||
В |
передней |
части |
корпуса |
имеется |
цилиндрическая |
полость, |
|||||||||
в которую вставляется ось собранной ходовой части; ось закре пляется стопорным винтом. На корпусе имеются две клеммы для подключения проводов сигнальной цепи; одна из клемм изолиро вана от корпуса, она соединена с отрицательным полюсом бата-
1 Индекс «ГР» означает: гидрологический речной; им обозначаются все реч ные приборы (морские приборы обозначаются индексом «ГМ»).
118
реи. В задней части корпуса имеется отверстие для штанги, на ко торой укрепляется вертушка. При работе с троса в это отверстие вставляется вертлюг. Стабилизатор направления крепится к кор
пусу с помощью винта. |
|
|
Ходовая часть вертушки |
состоит из лопастного |
винта, оси |
с контактным механизмом, |
двух шарикоподшипников, |
внутренней |
распорной втулки, наружной втулки, осевой гайки, гильзы с чер
вячной |
втулкой, |
зажимной |
муфты. Лопастный |
винт сделан из алю |
||||||||||||
миниевого |
сплава, |
литой, |
параболиче |
|
|
|
|
|||||||||
ского очертания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Контактный |
|
механизм |
|
размещен |
|
|
|
|
||||||||
внутри оси в камере, заполняемой |
тран |
|
|
|
|
|||||||||||
сформаторным |
маслом. |
Он |
состоит |
из |
|
|
|
|
||||||||
червячной |
шестерни |
с |
20 |
зубцами, |
на |
|
|
|
|
|||||||
ось |
которой насажен |
эбонитовый |
диск |
|
|
|
|
|||||||||
с одним контактным штифтом, контакт |
|
|
|
|
||||||||||||
ной |
пружины, |
токопроводящего стержня, |
|
|
|
|
||||||||||
изолированного |
от корпуса |
и |
соединяю |
|
|
|
|
|||||||||
щего контактную пружину с гнездом |
|
|
|
|
||||||||||||
штепселя. Замыкание |
электрической цепи |
|
|
|
|
|||||||||||
происходит |
при |
соприкосновении |
кон |
|
|
|
|
|||||||||
тактной пружины со штифтом. При вра |
|
|
|
|
||||||||||||
щении |
лопастного |
винта |
с той же ско- |
|
|
|
|
|||||||||
росты0 ц |
вращается |
гильза |
с |
червячной |
р и с |
И 8 |
э |
н ч е с к а я |
||||||||
втулкой, передавая |
движение |
червячной |
с ,1 Г нальная |
цепь |
вертушки |
|||||||||||
шестерне, имеющей 20 зубцов. Следова- |
|
|
Ж-з. |
|
||||||||||||
тельно, |
каждое |
замыкание |
цепи |
проис |
|
|
|
|
||||||||
ходит через один полный оборот червячной шестерни, что соответ ствует 20 оборотам лопастного винта.
Электрическая сигнализация вертушки работает так. Отрица тельный полюс батареи соединяется проводом с изолированной клеммой на корпусе (рис. 11.8). От нее ток идет к гнезду штеп селя, далее по стержню на контактную пружину, с пружины на кон тактный штифт, на зубчатую шестерню, через нее на ось, на корпус и на вторую клемму и затем по второму проводу на плюс батареи.
Сигналы вертушки могут передаваться на звонок, зуммер, лам почку или на хронограф. Применение хронографа бывает необхо димо при тарировании вертушек и при выполнении различных исследований. При приеме сигналов вертушки на звонок, зуммер или лампочку время между сигналами определяется по секундо меру.
Питание электрической цепи осуществляется от двух гальвани
ческих элементов типа 2С (145 У) общим |
напряжением |
3 В. |
В комплект вертушки входят: вертлюг |
для работы |
с троса, |
два карабина для подвески на тросе, указатель направления, при
меняемый при работе |
со штанги для установки вертушки по нор |
||
мали к створу, когда |
ее не |
видно в воде, сигнальное |
устройство |
с зуммером и электрической |
лампочкой, масленка с |
трансформа- |
|
119
