На Рисунок 9 представлена схема установки для впрыска. На Рисунок 12 представлена схема оптической установки, применяемой при использовании шлирен-метода, а на Рисунок 13 – при использовании прямого теневого метода. На рисунках цифрами обозначены составляющие элементы установок. Одинаковые элементы на всех трёх рисунках обозначены одинаковыми цифрами. Все элементы описаны в тексте под рисунками.
|
| Рисунок 9 – Схема установки для впрыска топлива |
1 – отверстие для инжектора. Было выполнено в рукаве для инжектора (Рисунок 2), Предназначено для закрепления инжектора под углом 30º к вертикали. Такой угол необходимо соблюдать, чтобы впрыскиваемая струя была направлена вертикально, так как сопло в самом инжекторе выполнено с наклоном в 30º к вертикали.
|
| Рисунок 10 – Рукав инжектора. Вид сверху |
2 – рукав инжектора (Рисунок 10). Представляет собой ёмкость для греющей жидкости с входным и выходным отверстиями. Рукав необходим для нагрева инжектора, вставленного в него. Посредством нагрева инжектора происходит нагрев впрыскиваемого топлива. Нагревать непосредственно впрыскиваемое топливо нельзя, так как в топливной системе топливо находится под давлением 100 и 170 бар, и обеспечить циркуляцию топлива в системе с целью поддержания нужной температуры не представлялось возможным. Таким образом поддержание нужной температуры только в топливном баке не гарантирует такой же температуры топлива при впрыске.
3 – канал для впрыска из органического стекла. Внутреннее сечение канала представляет собой квадрат размером 70х70 мм. Толщина стенок канала 4 мм.
4 – канал направления воздушного потока. Канал выполнен из алюминия, также имеет квадратное внутреннего сечение 70х70 мм при толщине стенок 5 мм.
5 – сетка для стабилизации потока (Рисунок 11). Выполнена из алюминия. Размер ячеек сетки 5х5 мм.
|
| Рисунок 11 – Сетка для стабилизации потока |
В эксперименте необходимо было достичь установившегося турбулентного течения с наиболее равномерным профилем скорости, поэтому в канале была установлены две сетки – сразу после вентилятора и прямо перед каналом из органического стекла. Сам канал был выполнен длиной в 2 м 65 см, что составляет приблизительно 40 эквивалентных диаметров канала.
6 – вентилятор. Необходим для создания воздушного потока необходимой скорости, путём регулирования частоты вращения вентилятора от 0 до 50 Гц. Доступный шаг регулирования 0,01 Гц. 1 Гц примерно соответствует скорости потока в 1 м/с.
Установка, представленная на Рисунок 9, была дополнена оптической установкой шлирен-метода, представленной на Рисунок 12. Таким образом сначала проводились эксперименты шлирен-методом.
|
| Рисунок 12 – Схема оптической установки шлирен-метода |
7 – собирающая линза. Фокусное расстояние линзы равно расстоянию от неё до объекта 8.
8 – щель прямоугольного сечения примерно 3х7 мм.
9, 12 – параболические зеркала. Фокусное расстояние зеркала 9 равно расстоянию до объекта 8, фокусное расстояние зеркала 12 равно расстоянию до объекта 13;
10,11 – плоские зеркала;
13 – нож Фуко. В качестве ножа Фуко использовалось обычное лезвие.
14 – генератор импульсов;
15 – водонагреватель с трубками для циркуляции подогревающей жидкости;
16 – топливная система;
17 – панель управления топливной системой;
18 – блок управления инжектором;
19 – камера высокоскоростной фото- и видеосъёмки. Производила 20000 снимков в секунду;
20 – триггер. Использовался для синхронизации впрыска, производимого инжектором, и камеры 19. Также с помощью него можно было регулировать такие параметры как – количество впрысков, продолжительность впрыска, время задержки для камеры или инжектора.;
21 – персональный компьютер.
Оптическая элементы установки 7–13 должны быть идеально симметричны относительно оси канала впрыска во избежание искажения полученного изображения.
Для проведения экспериментов прямым теневым методом были демонтированы элементы установки 7–10 и 14, представленные на Рисунок 12. Элемент 10 был заменён на диффузионный экран 22. Ниже на Рисунок 13 представлена схема оптической установки прямого теневого метода.
22 – диффузионный экран с подсветкой для создания гомогенного светового поля.
|
| Рисунок 13 - Схема оптической установки прямого теневого метода |
Кроме вышеперечисленного были проведены замеры скорости воздушного потока в канале при разной частоте вращения вентилятора. Измерения скоростей воздушного потока проводились анемометром с трубкой Пито TROTEC TA400 (Рисунок 14), принцип действия которого основан на измерении разницы полного и статического давления. Диапазон измерений прибора составляет 1–80 м/с, погрешность – 2,5%. Эти замеры производились с целью дальнейшего построения профилей скорости воздушного потока в канале. На Рисунок 15 показаны точки внутри канала, в которых производились замеры скорости, а в приложении А указаны результаты замеров.
|
| Рисунок 14 – Анемометр с трубкой Пито TROTEC TA400 |
|
| Рисунок 15 – Координаты точек в поперечном сечении канала, где проводились замеры скорости воздуха (размеры указаны в мм) |
Написать про выбор количества точек. Нужна двумерная (!!) аппроксимация профиля с построением картинки поля скорости.