[go: up one dir, main page]

RU2653867C1 - Test stand for aggregates of lubrication systems on oil-air mixture - Google Patents

Test stand for aggregates of lubrication systems on oil-air mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2653867C1
RU2653867C1 RU2017118207A RU2017118207A RU2653867C1 RU 2653867 C1 RU2653867 C1 RU 2653867C1 RU 2017118207 A RU2017118207 A RU 2017118207A RU 2017118207 A RU2017118207 A RU 2017118207A RU 2653867 C1 RU2653867 C1 RU 2653867C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
oil
tank
mixture
volume
Prior art date
Application number
RU2017118207A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Оскар Соломонович Гуревич
Анатолий Иванович Гулиенко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова"
Priority to RU2017118207A priority Critical patent/RU2653867C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2653867C1 publication Critical patent/RU2653867C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00Testing of engines
    • G01M15/14Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of test equipment, namely, to test stands for lubrication systems on an air-oil mixture, and can be used for dispersing mixed phases in the testing of lubrication systems for aircraft engines. Essence of the invention consists in that the oil dispenser is made in the form of a flat perforated splitter installed in the air cavity of the tank parallel to the oil surface, and the air circuit is communicated with the oil circuit and the air cavity of the tank.
EFFECT: technical result consists in the realization of the air entrainment effect in the formation of an air-oil mixture with a uniform distribution of gas bubbles.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к стендам для испытания агрегатов систем смазки на масловоздушной смеси, и может быть использовано для диспергирования смешиваемых фаз при испытании авиационных двигателей.The invention relates to the field of testing equipment, and in particular, to stands for testing units of lubrication systems on an oil-air mixture, and can be used to disperse mixed phases during testing of aircraft engines.

В системах смазки авиационных двигателей воздушно-масляная смесь из опор роторов поступает в тракт суфлирования, а в тракт откачки, содержащий насос, фильтр, трубопроводы и другие агрегаты, поступает масловоздушная (жидкогазовая) смесь, в которой в масле взвешены пузырьки воздуха. Для определения характеристик агрегатов систем смазки при работе на масловоздушной смеси необходим другой принцип получения дисперсной смеси и, следовательно, другие схемы стендов. Для получения двухфазной смеси и определения характеристик агрегатов при работе на ней можно использовать эффект воздухововлечения в замкнутом контуре испытаний. Это позволяет решать задачу обеспечения испытаний агрегатов на жидкогазовой смеси с требуемым объемным газосодержанием, в которой пузырьки воздуха взвешены в жидкости.In the lubrication systems of aircraft engines, the air-oil mixture from the supports of the rotors enters the venting path, and the air-oil (liquid-gas) mixture in which air bubbles are suspended in the oil enters the pumping path, which contains a pump, filter, pipelines and other units. To determine the characteristics of the units of lubrication systems when working on an air-oil mixture, another principle is needed to obtain a dispersed mixture and, therefore, other stand schemes. To obtain a two-phase mixture and determine the characteristics of the units when working on it, the effect of air entrainment in a closed test loop can be used. This allows us to solve the problem of testing the units on a liquid-gas mixture with the required volumetric gas content, in which air bubbles are suspended in the liquid.

Известно устройство для смешивания газа и жидкости, включающее жидкостной контур, содержащий цилиндрический корпус с жидкостной и воздушной полостями, магистрали для ввода и вывода жидкости и газа, и плоский перфорированный рассекатель жидкости, установленный в нижней жидкостной полости корпуса (патент RU 2035983, 1995).A device for mixing gas and liquid, including a liquid circuit containing a cylindrical body with liquid and air cavities, a line for input and output of liquid and gas, and a flat perforated liquid divider installed in the lower liquid cavity of the body (patent RU 2035983, 1995).

В известном техническом решении смешивание жидкой и газовой фаз осуществляется в смесителе, выполненном в виде установленной в корпусе вертикальной трубы. При этом жидкая фаза под давлением подается в распылитель, размещенный в верхней части корпуса, и распыляется, создавая при этом скоростные потоки жидкости, которые позволяют засасывать газовую фазу из воздушной полости в смеситель. На выходе из смесителя газожидкостная смесь диспергируется (измельчается) в результате динамического удара о перфорированный рассекатель (диспергатор). При подаче газа в нижнюю часть корпуса под рассекателем (диспергатором) образуется газовая подушка, струи газа поступают через отверстия рассекателя (диспергатора) и взаимодействуют с газожидкостной смесью.In a known technical solution, the mixing of the liquid and gas phases is carried out in a mixer, made in the form of a vertical pipe installed in the housing. In this case, the liquid phase under pressure is supplied to the atomizer located in the upper part of the housing and is sprayed, creating high-speed fluid flows, which allow the gas phase to be sucked from the air cavity into the mixer. At the outlet of the mixer, the gas-liquid mixture is dispersed (crushed) as a result of a dynamic impact on a perforated divider (dispersant). When gas is supplied to the lower part of the housing under the divider (dispersant), a gas cushion is formed, gas jets enter through the holes of the divider (dispersant) and interact with the gas-liquid mixture.

Существенным недостатком известного технического решения является сложность конструкции устройства, не обеспечивающего возможность использования его для испытаний агрегатов систем смазки авиационных двигателей с использованием масловоздушной смеси.A significant disadvantage of the known technical solution is the complexity of the design of the device, which does not provide the possibility of using it for testing units of lubrication systems of aircraft engines using an air-oil mixture.

Известен стенд для испытания систем смазки, содержащий замкнутый рабочий контур, включающий бак, нижний объем которого представляет собой источник масла, источник воздуха и смеситель, сообщенные между собой при помощи трубопроводных магистралей с исполнительными органами («Трение и смазка в машинах и механизмах», 2015 г., №10, стр. 36-37, рис. 2).A well-known bench for testing lubrication systems, containing a closed working circuit, including a tank, the lower volume of which is an oil source, an air source and a mixer, interconnected by pipelines with executive bodies ("Friction and lubrication in machines and mechanisms", 2015 city, No. 10, pp. 36-37, Fig. 2).

В известном техническом решении источник воздуха выполнен в виде компрессора, а смеситель выполнен в виде масляной полости с размещенными в ней форсунками для подачи масла. На вход нагнетающего насоса из нижнего объема бака поступает масло без газовых включений и подается в распылитель, выполненный в виде форсунок, расположенных в масляной полости смесителя. Полость наддувается воздухом через магистраль воздушного контура, выполненного незамкнутым и сообщенного с атмосферой. В подшипниках масло дробится на мелкие капли и, перемешиваясь с поступающим воздухом, образует двухкомпонентную смесь. При этом воздушно-масляная компонента смеси поступает в верхнюю часть масляной полости смесителя и далее в систему суфлирования, а масловоздушная - в нижнюю часть и далее через замкнутый рабочий контур в бак.In a known technical solution, the air source is made in the form of a compressor, and the mixer is made in the form of an oil cavity with nozzles for supplying oil placed in it. Oil is supplied to the inlet of the injection pump from the lower volume of the tank without gas inclusions and is supplied to a sprayer made in the form of nozzles located in the oil cavity of the mixer. The cavity is pressurized by air through the air circuit, made open and in communication with the atmosphere. In bearings, the oil is crushed into small droplets and, mixed with the incoming air, forms a two-component mixture. In this case, the air-oil component of the mixture enters the upper part of the oil cavity of the mixer and then into the venting system, and the air-oil component enters the lower part and then through a closed working circuit to the tank.

Существенным недостатком известного технического решения является неуправляемость процесса распределения компонент смеси по высоте масляной полости смесителя, зависящего от случайных факторов, что затрудняет получение требуемого для испытаний объемного газосодержания смеси.A significant drawback of the known technical solution is the uncontrollability of the distribution process of the components of the mixture along the height of the oil cavity of the mixer, depending on random factors, which makes it difficult to obtain the volumetric gas content of the mixture required for testing.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является стенд для испытаний агрегатов систем смазки (суфлеров), включающий замкнутый рабочий контур, содержащий смеситель, с источниками масла и воздуха, и корпус для размещения испытуемого агрегата, сообщенные между собой при помощи трубопроводной магистрали с исполнительными органами (Трянов А.Е. и др. «Проектирование систем суфлирования масляных полостей авиационных двигателей», изд. СГАУ, Самара, 2006 г., стр. 21-22, рис. 15).The closest set of essential features to the claimed technical solution is a stand for testing units of lubrication systems (breathers), including a closed working circuit containing a mixer, with sources of oil and air, and a housing for placing the test unit, communicated with each other via a pipeline with executive bodies (Tryanov A.E. et al. “Designing systems for venting oil cavities of aircraft engines”, ed. SGAU, Samara, 2006, pp. 21-22, Fig. 15).

В известном техническом решении воздушный контур выполнен разомкнутым, масло из бака через трубопроводную магистраль замкнутого рабочего контура и воздух от источника давления поступают на двухкомпонентные газожидкостные форсунки смесителя, в котором происходит многократное разбиение компонентов на более мелкие капли как за счет направленного движения струй, так и за счет вихревого движения, и далее в корпус на испытуемый агрегат. После этого масло из корпуса откачивается в бак через магистраль замкнутого рабочего контура, а воздух через разомкнутый воздушный контур выпускается в атмосферу.In the known technical solution, the air circuit is made open, oil from the tank through the pipeline of the closed working circuit and air from the pressure source are supplied to two-component gas-liquid nozzles of the mixer, in which the components are divided into smaller droplets both due to the directed movement of the jets and beyond account of the vortex movement, and then into the housing on the test unit. After that, oil from the housing is pumped into the tank through the trunk of a closed working circuit, and air is discharged through the open air circuit into the atmosphere.

Основным недостатком известного технического решения является сложность конструкции стенда из-за необходимости иметь параллельные масляный и воздушный контуры, источник давления воздуха (компрессор или воздушную рампу) с коммуникациями для формирования воздушно-масляной смеси с взвешенными каплями масла в воздухе, смеситель с двухкомпонентными газожидкостными форсунками.The main disadvantage of the known technical solution is the complexity of the stand design due to the need to have parallel oil and air circuits, an air pressure source (compressor or air ramp) with communications for forming an air-oil mixture with suspended drops of oil in the air, a mixer with two-component gas-liquid nozzles.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в упрощении конструкции стенда.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the claimed invention, is to simplify the design of the stand.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в реализации эффекта воздухововлечения при образовании масловоздушной смеси, в которой пузырьки воздуха взвешены в масле.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to realize the effect of air entrainment in the formation of an air-oil mixture in which air bubbles are suspended in oil.

Эффект воздухововлечения при образовании масловоздушной смеси заключается в следующем. В замкнутом контуре циркуляции «бак-насос-бак» при возврате рабочей среды в свободный объем бака (в его верхнюю часть с воздухом) за счет действия сил гравитации поток распадается на струи и капли. При их соударении с поверхностью жидкостного объема бака в месте контакта реализуется эффект воздухововлечения. При этом на месте падения образуется вогнутость и в процессе вовлечения воздуха в жидкость преобладает явление защемления воздушных пузырьков между струей (каплей) и стенками вогнутости, а при разрушении стенок вовлечение происходит вследствие образования воздушных полостей и защемления воздуха около каждой отдельной капли падающей жидкости.The effect of air entrainment in the formation of an air-oil mixture is as follows. In a closed tank-pump-tank circulation loop, when the medium is returned to the free volume of the tank (in its upper part with air), due to the action of gravitational forces, the flow breaks up into jets and droplets. When they collide with the surface of the liquid volume of the tank at the point of contact, the effect of air entrainment is realized. In this case, concavity is formed at the place of incidence, and during the process of air entrainment into the liquid, the phenomenon of pinching of air bubbles between the stream (drop) and concavity walls predominates, and when the walls are destroyed, involvement occurs due to the formation of air cavities and pinching of air near each individual drop of falling liquid.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что в стенде для испытания агрегатов систем смазки на масловоздушной смеси, включающем замкнутый рабочий контур, содержащий смеситель с источниками масла и воздуха, и корпус для размещения испытуемого агрегата, сообщенные между собой при помощи трубопроводной магистрали с исполнительными органами, смеситель выполнен в виде бака, нижний объем которого представляет собой источник масла, а верхний объем - источник воздуха, и плоского перфорированного рассекателя, установленного в баке параллельно поверхности масла, а стенд снабжен дополнительным контуром подготовки масловоздушной смеси, выполненным в виде трубопроводной магистрали, вход которой через соответствующий исполнительный орган сообщен с рабочим контуром на входе в корпус, а выход - с верхним объемом бака.The claimed technical result is achieved due to the fact that in the test bench for assembling lubrication systems on an oil-air mixture, including a closed working circuit containing a mixer with sources of oil and air, and a housing for placing the test unit, communicated with each other via a pipeline with the executive bodies , the mixer is made in the form of a tank, the lower volume of which is a source of oil, and the upper volume is a source of air, and a flat perforated divider installed tank parallel to the oil surface, and the stand has an additional contour preparing oil-air mixture formed in a pipe line, which input through a corresponding actuator communicates with the working circuit at the inlet into the housing, and an output - to the upper tank volume.

Указанные существенные признаки обеспечивают решение поставленной технической проблемы с достижением заявленного технического результата, так как:These essential features provide a solution to the technical problem posed with the achievement of the claimed technical result, since:

- выполнение смесителя в виде бака, нижний объем которого представляет собой источник масла, а верхний объем - источник воздуха, и плоского перфорированного рассекателя, установленного в баке параллельно поверхности масла, упрощает конструкцию стенда за счет исключения воздушного контура, источника давления и двухкомпонентных газовоздушных форсунок;- the implementation of the mixer in the form of a tank, the lower volume of which is a source of oil, and the upper volume is a source of air, and a flat perforated divider installed in the tank parallel to the surface of the oil, simplifies the design of the stand by eliminating the air circuit, pressure source and two-component gas-air nozzles;

- снабжение стенда дополнительным контуром подготовки масловоздушной смеси, выполненным в виде трубопроводной магистрали, вход которой через соответствующий исполнительный орган сообщен с рабочим контуром на входе в камеру, а выход - с верхним объемом бака, обеспечивает получение масловоздушной смеси с использованием простых технических средств.- supplying the stand with an additional circuit for the preparation of the air-oil mixture, made in the form of a pipeline main, the entrance of which through the corresponding executive body is connected to the working circuit at the inlet to the chamber, and the outlet - with the upper volume of the tank, provides the air-oil mixture using simple technical means.

Настоящее изобретение поясняется следующим описанием и чертежом, где изображена схема предлагаемого стенда. На чертеже приняты следующие обозначения:The present invention is illustrated by the following description and drawing, which shows a diagram of the proposed stand. In the drawing, the following notation:

1 - бак;1 - tank;

2 - объем нижней части бака 1;2 - the volume of the lower part of the tank 1;

3 - объем верхней части бака 1;3 - the volume of the upper part of the tank 1;

4 - перфорированный рассекатель;4 - perforated divider;

5 - корпус для размещения испытуемого агрегата;5 - housing for placement of the test unit;

6 - участки трубопроводной магистрали замкнутого рабочего контура;6 - sections of the pipeline main of the closed working circuit;

7 - исполнительный орган трубопроводной магистрали рабочего контура;7 - the executive body of the pipelines of the working circuit;

8 - трубопроводная магистраль дополнительного контура;8 - pipeline main circuit;

9 - исполнительный орган трубопроводной магистрали дополнительного контура;9 - the executive body of the pipelines of the additional circuit;

10 - насос циркуляции;10 - circulation pump;

11 - электропривод насоса;11 - electric drive of the pump;

12 - датчик объемного расхода масла;12 - oil volumetric flow sensor;

13 - входной кран;13 - input tap;

14 - контроллер.14 - controller.

Стенд для испытания агрегатов систем смазки на масловоздушной смеси включает замкнутый рабочий контур, содержащий смеситель, выполненный в виде бака 1 с источником масла, представляющим собой объем 2 нижней части бака 1, и источником воздуха, представляющим собой объем 3 верхней части бака 1, и перфорированного рассекателя 4, установленного в объеме 3 верхней части бака 1 параллельно поверхности объема 2 бака 1, и корпус 5 для размещения испытуемого агрегата (на чертеже не показан). Объем 2 нижней части бака 1 и корпус 5 сообщены между собой при помощи участков 6 трубопроводной магистрали с установленным на ней исполнительным органом 7. Стенд снабжен дополнительным контуром подготовки масловоздушной смеси, который выполнен в виде трубопроводной магистрали 8, вход которой через исполнительный орган 9 сообщен с рабочим контуром на входе в корпус 5, а выход - с объемом 3 верхней части бака 1. Поступление масловоздушной смеси к корпусу 5 осуществляется при помощи установленного трубопроводной магистрали рабочего контура насоса 10 циркуляции. Дополнительный контур через трубопроводную магистраль 8 и исполнительный орган 9 обеспечивает поступление смеси из насоса 10 циркуляции в объем 3 верхней части бака 1 и на перфорированный рассекатель 4. При этом образуется контур формирования масловоздушной смеси в объеме 3 верхней части бака 1. Насос 10 циркуляции вращается электроприводом 11, объемный расход в рабочем и дополнительном контурах циркуляции измеряется датчиком 12. Для наполнения маслом объема 2 нижней части бака 1 от внешнего источника (на чертеже не показан) на входе трубопроводной магистрали рабочего контура установлен кран 13. Управление частотой вращения электропривода 11 и состоянием исполнительных органов 7 и 9 осуществляется от контроллера 14. Исполнительные органы 7 и 9 могут быть выполнены в виде электромагнитных клапанов или в виде регулируемых дросселей, имеющих состояние «открыто» и «закрыто». В трубопроводной магистрали 8 дополнительного контура может устанавливаться воздухоотделитель, из которого жидкая фаза поступает в объем 2 нижней части бака 1, а выделившийся воздух - в объем 3 верхней части бака 1 (эти связи на чертеже не показаны).The test bench for assembling lubrication systems on an air-oil mixture includes a closed working circuit containing a mixer made in the form of a tank 1 with an oil source representing the volume 2 of the lower part of the tank 1 and an air source representing the volume 3 of the upper part of the tank 1 and perforated a divider 4 installed in the volume 3 of the upper part of the tank 1 parallel to the surface of the volume 2 of the tank 1, and a housing 5 for accommodating the test unit (not shown in the drawing). The volume 2 of the lower part of the tank 1 and the housing 5 are communicated with each other by means of sections 6 of the pipeline with the executive body 7 installed on it. The stand is equipped with an additional circuit for the preparation of the air-oil mixture, which is made in the form of a pipeline 8, the input of which is connected via the executive body 9 to the working circuit at the entrance to the housing 5, and the output with a volume of 3 the upper part of the tank 1. The intake of air-oil mixture to the housing 5 is carried out using the installed pipeline ca 10 circulation. An additional circuit through the pipe line 8 and the actuator 9 provides the mixture from the circulation pump 10 to the volume 3 of the upper part of the tank 1 and to the perforated divider 4. A contour is formed of the formation of the air-oil mixture in the volume 3 of the upper part of the tank 1. The circulation pump 10 is rotated by the electric drive 11, the volumetric flow rate in the working and additional circulation circuits is measured by the sensor 12. To fill the volume 2 with oil of the lower part of the tank 1 from an external source (not shown in the drawing) at the pipeline inlet of the main line of the working circuit, a crane 13 is installed. The frequency of rotation of the electric drive 11 and the state of the actuators 7 and 9 are controlled from the controller 14. The actuators 7 and 9 can be made in the form of solenoid valves or in the form of adjustable inductors having the state “open” and “ closed". An air separator can be installed in the pipeline line 8 of the additional circuit, from which the liquid phase enters the volume 2 of the lower part of the tank 1, and the released air flows into the volume 3 of the upper part of the tank 1 (these connections are not shown in the drawing).

Стенд для испытания агрегатов систем смазки на масловоздушной смеси работает следующим образом.The test bench for units of lubrication systems for air-oil mixture works as follows.

Работа стенда происходит в двух режимах прокачки смеси:The stand operates in two modes of pumping the mixture:

режим 1 - формирование в циркуляционном объеме бака масловоздушной смеси с требуемым значением величины объемного газосодержания;mode 1 - the formation in the circulating tank volume of the air-oil mixture with the desired value of the volumetric gas content;

режим 2 - испытание агрегата на полученной масловоздушной смеси.mode 2 - testing the unit on the resulting air-oil mixture.

При открытом кране 13 и закрытых органах 7 и 9 заполняется маслом объем 2 нижней части бака 1 и осуществляется формирование масловоздушной смеси с требуемым значением величины объемного газосодержания (режим 1).When the valve 13 is open and the organs 7 and 9 are closed, the volume 2 of the lower part of the tank 1 is filled with oil and the air-oil mixture is formed with the required value of the volumetric gas content (mode 1).

По команде контроллера 14 исполнительный орган 7 рабочего контура находится в положении «закрыто», а исполнительный орган 9 дополнительного контура переводится в положение «открыто». При этом образуется контур циркуляции: «объем 2 нижней части бака 1 - участки 6 трубопроводной магистрали рабочего контура - насос 10 циркуляции - открытый исполнительный орган 7 - трубопроводная магистраль 8 дополнительного контура - объем 3 верхней части бака 1». Контроллером 14 задается требуемая частота вращения электропривода 11, насос 10 выводится на требуемый режим прокачки масла, а расход масла контролируется датчиком 12.At the command of the controller 14, the actuator 7 of the working circuit is in the "closed" position, and the actuator 9 of the additional circuit is switched to the "open" position. In this case, a circulation loop is formed: “volume 2 of the lower part of the tank 1 — sections 6 of the pipelines of the working circuit — circulation pump 10 — open actuator 7 — pipe line 8 of the additional circuit — volume 3 of the upper part of the tank 1”. The controller 14 sets the required speed of the actuator 11, the pump 10 is displayed on the desired mode of pumping oil, and the oil flow is controlled by the sensor 12.

В контуре циркуляции «бак-насос-бак» при возврате масла за счет действия сил гравитации в объеме 3 верхней части бака 1 падающий поток распадается на струи и капли. При их соударении с поверхностью объема 2 нижней части бака 1 на месте падения образуется вогнутость. При этом реализуется процесс вовлечения воздуха в жидкость, причем преобладает явление защемления воздушных пузырьков между струей (каплей) и стенками вогнутости, а при разрушении стенок - вовлечение происходит вследствие образования воздушных полостей и защемления воздуха около каждой отдельной капли падающей жидкости. В результате реализуется эффект воздухововлечения и образуется масловоздушная смесь. Через определенное время смесь поступает из объема 2 нижней части бака 1 на вход насоса 10 циркуляции, который возвращает ее в объем 3 верхней части бака 1, где смесь снова разбивается на струи и дополнительно насыщается воздухом. Таким образом, в качестве смесителя используется бак 1, при этом для работы смесителя не требуется воздух от отдельного источника высокого давления, т.к. его роль выполняет объем 3 верхней части бака 1. В результате реализации эффекта воздухововлечения на поверхности объема 2 нижней части бака 1 образуется масловоздушная смесь. При этом процесс подготовки масловоздушной смеси сопровождается перемещением воздуха из объема 3 верхней части бака 1 в объем 2 нижней части бака 1, постепенно увеличивая его объем. Смесь заполняет объем 2 бака 1, объем участков 6 трубопроводной магистрали рабочего контура и объем трубопроводной магистрали 8 дополнительного контура.In the tank-pump-tank circulation loop, when oil is returned due to the action of gravitational forces in volume 3 of the upper part of the tank 1, the incident stream decays into jets and drops. When they collide with the surface of the volume 2 of the lower part of the tank 1 at the place of incidence, concavity is formed. In this case, the process of involving air into the liquid is realized, and the phenomenon of pinching of air bubbles between the stream (drop) and concavity walls predominates, and when the walls are destroyed, involvement occurs due to the formation of air cavities and pinching of air near each individual drop of falling liquid. As a result, the effect of air intake is realized and an oil-air mixture is formed. After a certain time, the mixture enters from the volume 2 of the lower part of the tank 1 to the inlet of the circulation pump 10, which returns it to the volume 3 of the upper part of the tank 1, where the mixture is again split into jets and additionally saturated with air. Thus, tank 1 is used as the mixer, while the mixer does not require air from a separate high pressure source, because its role is played by volume 3 of the upper part of tank 1. As a result of the implementation of the air entrainment effect, an air-oil mixture is formed on the surface of volume 2 of the lower part of tank 1. The process of preparing the air-oil mixture is accompanied by the movement of air from the volume 3 of the upper part of the tank 1 to the volume 2 of the lower part of the tank 1, gradually increasing its volume. The mixture fills the volume 2 of the tank 1, the volume of sections 6 of the pipeline of the working circuit and the volume of the pipe line 8 of the additional circuit.

Для обеспечения проведения испытаний с заданным объемным газосодержанием αсм смеси в характерном для систем смазки диапазоне αсм=0.2…0.5 начальный объем V3.н между рассекателем и поверхностью масла в баке 1 определяется из следующего соотношения:To ensure testing with a given volumetric gas content α cm of the mixture in the range typical for lubrication systems α cm = 0.2 ... 0.5, the initial volume V 3.n between the divider and the oil surface in tank 1 is determined from the following ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

где V2 - объем нижней части бака, заполняемый маслом.where V 2 - the volume of the lower part of the tank, filled with oil.

Процесс подготовки смеси циклический, с периодом Δtф.см формирования смеси, зависящим от времени пребывания смеси в объеме 2 нижней части бака 1 и трубопроводных магистралей рабочего и дополнительного контуров, и продолжается до получения в циркуляционном объеме бака 1 смеси с требуемым объемным газосодержанием, причем смесь образуется в виде мелкодисперсной устойчивой масловоздушной эмульсии, без коалесценции пузырьков воздуха из-за действия на них сил поверхностного натяжения на границе раздела сред. Характерными показателями процесса формирования смеси являются:The process of preparing the mixture is cyclic, with a period of Δt f.s. cm of formation of the mixture, depending on the residence time of the mixture in the volume 2 of the lower part of the tank 1 and the pipelines of the working and additional circuits, and continues until the mixture in the circulating volume of the tank 1 with the required volumetric gas content, the mixture is formed in the form of a finely dispersed stable oil-air emulsion, without coalescence of air bubbles due to the action of surface tension forces at the interface. Characteristic indicators of the mixture formation process are:

- коэффициент kвв, воздухововлечения, который определяется экспериментально для конкретной конфигурации бака и показывает количество ΔQвв вовлеченного маслом с объемным расходом Qн в контуре циркуляции воздуха;- coefficient k cc, air entrainment, which is determined experimentally for a specific tank configuration and indicates the amount of entrained oil cc ΔQ a flow rate Q n in an air circulating circuit;

- время Δtк.ц пребывания маслогазовой смеси в масляном контуре с объемом Vк.ц. циркуляции.- time Δt k.c of the stay of the oil -gas mixture in the oil circuit with a volume of V c.c. circulation.

Количество вовлекаемого воздуха на одном цикле равно произведению коэффициента kвв воздухововлечения на величину объемным расхода Qн прокачанной смеси в контуре циркуляции:Number of draws air in one cycle equals the product of the coefficient k by the amount of air entrainment cc volumetric flow rate Q n Bleed mixture in the circulation circuit:

Figure 00000002
Figure 00000002

Принимая величину kвв постоянной, за m циклов в масле накопится следующее количество Qвв вовлеченного воздуха:Taking the value of k cv constant, for m cycles in oil the following amount of Q cv of entrained air will accumulate:

Figure 00000003
Figure 00000003

Величина αсм объемного газосодержания мелкодисперсной маслогазовой смеси равна отношению объемного расхода Qвв вовлеченного воздуха к суммарному объемному расходу Qж воздуха и жидкости, т.е. к величине Qн прокачиваемой смеси:The value α see maslogazovoy fine void fraction is the ratio of mixture volume flow Q cc of entrained air to the total volumetric flow rate Q f air and liquid, i.e. to the value of Q n pumped mixture:

Figure 00000004
Figure 00000004

Соотношение (3) показывает, что при постоянной величине прокачки смеси для получения требуемого значения αсм объемного газосодержания необходимо обеспечить m циклов прокачки. Учитывая, что время Δtк.ц одного цикла прокачки равно отношению величин объема Vк.ц контура циркуляции и объемного расхода Qн прокачанной смеси в контуре циркуляции (временем пребывания струй в объеме 3 верхней части бака 1 можно пренебречь), получим следующее соотношение для определения времени Tф.см формирования смеси с требуемым значением αсм:Relation (3) shows that at a constant value of pumping the mixture to obtain the required value of α cm volumetric gas content, it is necessary to provide m pumping cycles. Considering that the time Δt k.c of one pumping cycle is equal to the ratio of the volumes V k.c of the circulation circuit and the volume flow Q n of the pumped mixture in the circulation circuit (the residence time of the jets in volume 3 of the upper part of tank 1 can be neglected), we obtain the following relation for determine the time T f.sm. the formation of the mixture with the desired value of α cm :

Figure 00000005
Figure 00000005

Подставляя в соотношение (4) выражение для m из соотношения (3), получим:Substituting the expression for m from relation (3) into relation (4), we obtain:

Figure 00000006
Figure 00000006

Соотношение (5) позволяет определить время формирования масловоздушной смеси с требуемым значением объемного газосодержания. Оно позволяет также выбрать режим работы насоса и величину объема бака для минимизации времени формирования смеси.Relation (5) allows us to determine the time of formation of the air-oil mixture with the desired volumetric gas content. It also allows you to select the pump mode of operation and the volume of the tank to minimize the time of formation of the mixture.

Полученную величину времени формирования смеси следует рассматривать как приближенное значение, т.к. величина коэффициента kвв воздухововлечения может изменяться в процессе циклического формирования смеси из-за уменьшения объема жидкой фазы в смеси, свободной от воздушных пузырьков, и других факторов.The obtained value of the formation time of the mixture should be considered as an approximate value, because the coefficient k cc air entrainment may change during cyclic form a mixture of the decrease in volume of the liquid phase in the mixture, free of air bubbles and other factors.

Для более точной оценки величины объемного газосодержания полученной масловоздушной смеси целесообразно использовать устройства прямого измерения объемного газосодержания αсм, например ультразвуковые.For a more accurate estimate of the volumetric gas content of the resulting air-oil mixture, it is advisable to use devices for direct measurement of the volumetric gas content α cm , for example ultrasonic ones.

Контроль постоянства величины объемного газосодержания может производиться по анализу постоянства давлений в магистрали прокачки смеси - при увеличении объемного газосодержания давление начинает уменьшаться, а при уменьшении объемного газосодержания - увеличиваться.The constancy of the volumetric gas content can be controlled by analyzing the constancy of pressure in the mixture pumping line - as the volumetric gas content increases, the pressure begins to decrease, and when the volumetric gas content decreases, it increases.

После получения в объеме 2 нижней части бака 1 требуемого значения объемного газосодержания производится переход на режим проведения испытания агрегата, устанавливаемого в корпусе 4 стенда (режим 2). Для этого по команде контроллера 14 исполнительный орган 7 переводится в положение «открыто», а орган 9 - в положение «закрыто». В результате образуется замкнутый контур циркуляции: «объем 2 нижней части бака 1 - участки 6 трубопроводной магистрали рабочего контура - насос 10 циркуляции - корпус 5 с испытуемым агрегатом - закрытый исполнительный орган 9 - участки 6 трубопроводной магистрали рабочего контура - объем 2 нижней части бака 1». Контроллером 14 задается требуемая частота вращения электропривода 11, и насос 10 циркуляции выводится на заданный режим подачи смеси к испытуемому агрегату. Закрытием или открытием исполнительного органа 9 обеспечивается требуемое давление на выходе агрегата при проведении испытаний.After receiving in the volume 2 of the lower part of the tank 1 the required value of the volumetric gas content, a transition is made to the test mode of the unit installed in the housing 4 of the stand (mode 2). For this, at the command of the controller 14, the executive body 7 is transferred to the "open" position, and the body 9 - to the "closed" position. As a result, a closed circulation loop is formed: “volume 2 of the lower part of the tank 1 — sections 6 of the pipeline of the working circuit — circulation pump 10 — casing 5 with the tested unit — closed actuator 9 — sections 6 of the pipeline of the working circuit — volume 2 of the lower part of the tank 1 ". The controller 14 sets the required speed of the actuator 11, and the circulation pump 10 is displayed on the specified mode of supply of the mixture to the test unit. Closing or opening the actuator 9 provides the required pressure at the outlet of the unit during testing.

Для прекращения испытаний отключается электропривод 11 вращения насоса 10.To stop the tests, the electric drive 11 of the rotation of the pump 10 is turned off.

Таким образом, выполнение смесителя в виде бака, объемы верхней и нижней частей которого представляют собой источники соответственно масла и воздуха с установленным в верхней части бака параллельно его нижней части плоского перфорированного рассекателя, и снабжение стенда дополнительным контуром, сообщенным с рабочим контуром и верхней частью бака, исключает необходимость применения компрессора для подачи воздуха и двухкомпонентных газовоздушных форсунок в смесителе, что позволяет упростить конструкцию стенда.Thus, the implementation of the mixer in the form of a tank, the volumes of the upper and lower parts of which are sources of oil and air, respectively, installed in the upper part of the tank parallel to its lower part of a flat perforated divider, and supplying the stand with an additional circuit in communication with the working circuit and the upper part of the tank eliminates the need for a compressor to supply air and two-component gas-air nozzles in the mixer, which simplifies the design of the stand.

Claims (1)

Стенд для испытания агрегатов систем смазки на масловоздушной смеси, включающий замкнутый рабочий контур, содержащий смеситель с источниками масла и воздуха, и корпус для размещения испытуемого агрегата, сообщенные между собой при помощи трубопроводной магистрали с исполнительными органами, отличающийся тем, что смеситель выполнен в виде бака, нижний объем которого представляет собой источник масла, а верхний объем - источник воздуха, и плоского перфорированного рассекателя, установленного в баке параллельно поверхности масла, а стенд снабжен дополнительным контуром подготовки масловоздушной смеси, выполненным в виде трубопроводной магистрали, вход которой через соответствующий исполнительный орган сообщен с рабочим контуром на входе в корпус, а выход - с верхним объемом бака.Test bench for assembling lubrication systems on an oil-air mixture, including a closed working circuit containing a mixer with sources of oil and air, and a housing for placing the test unit, communicated with each other via a pipeline with executive bodies, characterized in that the mixer is made in the form of a tank , the lower volume of which is a source of oil, and the upper volume is a source of air, and a flat perforated divider installed in the tank parallel to the surface of the oil, and the stand equipped with an additional circuit for the preparation of the air-oil mixture, made in the form of a pipeline main, the entrance of which through the corresponding executive body is in communication with the working circuit at the entrance to the housing, and the output with the upper volume of the tank.
RU2017118207A 2017-05-25 2017-05-25 Test stand for aggregates of lubrication systems on oil-air mixture RU2653867C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118207A RU2653867C1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Test stand for aggregates of lubrication systems on oil-air mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017118207A RU2653867C1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Test stand for aggregates of lubrication systems on oil-air mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2653867C1 true RU2653867C1 (en) 2018-05-15

Family

ID=62152969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017118207A RU2653867C1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Test stand for aggregates of lubrication systems on oil-air mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653867C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783721C1 (en) * 2021-12-22 2022-11-16 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Test bench for control elements, systems for continuous monitoring of wear particles and filter elements of the lubrication system of gas turbine engines operating in oil-air mixture and oil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6260426B1 (en) * 1998-06-15 2001-07-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Test stand for fuel components using low viscosity/high flashpoint fuel look-alike
RU2451277C1 (en) * 2010-12-17 2012-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Method of testing aircraft gas turbine engine oil system
RU135414U1 (en) * 2012-11-29 2013-12-10 Открытое акционерное общество "Протон - Пермские моторы" (ОАО "Протон-ПМ") STAND OIL SYSTEM FOR TESTS OF GAS-TURBINE INSTALLATIONS
US20150276554A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-01 Snecma Bench test, for the characterization of a flow of a two-phase fluid
RU2614940C1 (en) * 2015-12-29 2017-03-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Multifunctional rig for device testing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6260426B1 (en) * 1998-06-15 2001-07-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Test stand for fuel components using low viscosity/high flashpoint fuel look-alike
RU2451277C1 (en) * 2010-12-17 2012-05-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Method of testing aircraft gas turbine engine oil system
RU135414U1 (en) * 2012-11-29 2013-12-10 Открытое акционерное общество "Протон - Пермские моторы" (ОАО "Протон-ПМ") STAND OIL SYSTEM FOR TESTS OF GAS-TURBINE INSTALLATIONS
US20150276554A1 (en) * 2014-04-01 2015-10-01 Snecma Bench test, for the characterization of a flow of a two-phase fluid
RU2614940C1 (en) * 2015-12-29 2017-03-31 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Multifunctional rig for device testing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783721C1 (en) * 2021-12-22 2022-11-16 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Test bench for control elements, systems for continuous monitoring of wear particles and filter elements of the lubrication system of gas turbine engines operating in oil-air mixture and oil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105510037B (en) A kind of altitude pilot system of Aero-Engine Lubrication System and method
AU2014207859B2 (en) Two-liquid dispensing systems, refills and two-liquid pumps
RU2304475C2 (en) Foam generating device
RU2008132823A (en) DEVICE FOR PRODUCING A DRINK WITH AIR INLET HOLE AND METHOD FOR MANAGING THEM
JPWO2016125900A1 (en) Gas mixing method and gas mixing apparatus for high viscosity material
RU2653867C1 (en) Test stand for aggregates of lubrication systems on oil-air mixture
JP2018525241A (en) Apparatus for producing a mixture comprising at least one gas and at least one liquid plastic component
TW201821154A (en) Apparatus for preparing a cosmetic composition containing an emulsified material formed by instantaneous emulsification using a microfluidic channel
CN1071674C (en) filling device
CN120520773A (en) A closed test device and test method for a gas-liquid two-phase flow pump
JP2013195322A (en) Anti-cavitation test device
Holagh et al. Airlift Pumps with Annulus Risers: An Experimental Investigation
RU2021005C1 (en) Hydrodynamic homogenizer-mixer
US20210052927A1 (en) Firefighting foam-mixing system
RU172968U1 (en) DEVICE FOR DOSING A LIQUID REAGENT TO A WELL
RU2587508C1 (en) Test bench for testing jet pumps
JP2021519679A (en) Foam pump, refill unit, and dispenser with differential bore sackback mechanism
RU2006112875A (en) METHOD FOR TESTING SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL GAS SEPARATOR AND STAND FOR ITS IMPLEMENTATION
Longhitano et al. Experimental investigation of air bubble behaviour in stagnant mineral oils
US3653465A (en) Method and apparatus for handling compressed air
RU2033854C1 (en) Device for obtaining dosed compounds
JP2021501649A (en) Double inlet valve to improve pump efficiency
US20260020726A1 (en) Foam dispensers having high air to liquid ratios and foam dispensers that dispense accurate volume doses of foam
SU1690832A1 (en) Mixing device
RU125674U1 (en) DEVICE FOR LUBRICATION OF FRICTION VAPORS