СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА В РАБОЧЕЙ ПОЛОСТИ РОТОРНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть использовано для определения температуры газа в рабочей полости роторной машины, например компрессора, вакуум-насоса.

Особенностью конструкции роторных машин является то, что поверхность их внутреннего корпуса соприкасается с поверхностью выступа ротора на протяжении всего рабочего процесса, а радиальный зазор между ними составляет 0,1 мм. Поэтому установка датчиков для измерения температуры газового потока является затруднительной.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения температуры газа в рабочей полости роторной машины, согласно которому датчики закреплены на стенке полого корпуса машины, а температура газа в рабочей полости определяется как среднее значение температур, измеренных датчиками, для предотвращения повреждения датчиков в процессе вращения роторов на обеих поверхностях одного из двух роторов изготовлены канавки, профиль дна которых в поперечном сечении ротора представляет собой дугу окружности, см. RU, Патент №2474797, МПК G01K 13/02 (2006.01), 2013.

Недостатком этого способа является наличие канавок на обеих поверхностях ротора, что приводит к перетечкам газа со стороны нагнетания на сторону всасывания, это уменьшает коэффициент полезного действия машины; в процессе вращения роторов датчики находятся в струе перетекаемого через канавку газа, это вносит погрешность при измерении температуры в рабочей полости роторной машины, кроме того, осреднение значений температуры по показаниям нескольких датчиков вносит дополнительную погрешность.

Задачей изобретения является определение температуры газа в рабочей полости роторной машины без повреждения датчика при вращении роторов и обеспечение технического результата, заключающегося в упрощении и повышении точности измерения.

Техническая задача решается способом определения температуры газа в рабочей полости роторной машины, в полом корпусе которой размещены два ротора, каждый из которых имеет два выступа и две впадины, в котором температуру газа в рабочей полости определяют как значение температуры, измеренное датчиком, закрепленным в одной из впадин одного из двух вращающихся роторов, при этом на одном из двух выступов ответного ротора выполнена канавка для предотвращения повреждения датчика температуры выступом этого ротора в процессе вращения роторов, а для предотвращения перетечек газа из полости высокого давления профиль канавки в поперечном сечении ротора представляет собой кривую сопряжения с траекторией движения поверхности датчика при вращении роторов с учетом эквидистантного занижения на величину минимального зазора.

Решение технической задачи позволяет определить температуру газа в рабочей полости роторной машины без повреждения датчика при вращении роторов и обеспечить технический результат, заключающийся в упрощении и повышении точности измерения.

На фиг. 1 изображено сечение роторной машины, где: 1 - полый корпус роторной машины, 2, 3 - роторы, 4 - выступ ротора, 5 - впадина ротора, 6 - датчик температуры, 7 - канавка.

Заявляемый способ определения температуры газа в рабочей полости роторной машины проиллюстрирован на примере роторной машины, в полом корпусе 1 которой размещены два ротора 2 и 3, каждый из которых имеет два выступа 4 и две впадины 5 (фиг. 1). На роторе 3 закреплен датчик 6 температуры. На одном из выступов ротора 2 выполнена профильная канавка 7. Для предотвращения перетечек газа из полости высокого давления дно канавки в поперечном сечении ротора представляет собой кривую сопряжения с траекторией движения поверхности датчика 6 при вращении роторов с учетом эквидистантного занижения на величину минимального зазора. Датчик температуры 6 установлен таким образом, чтобы при вращении он не повреждался ротором 2, оставаясь в канавке 7.

Измерение температуры осуществляют в процессе вращения роторов 2 и 3, при котором датчик температуры 6 осуществляет относительное перемещение в канавке 7 ротора 2. Данные с датчика 6 снимаются при помощи токосъемника.

Заявляемый способ определения температуры газа в рабочей полости роторной машины по сравнению с прототипом позволяет получать значения температуры в зависимости от угла поворота ротора, что не требует дополнительных расчетов по осреднению полученных данных. Кроме того, наличие лишь одной канавки со специальным профилем в поперечном сечении не оказывает практического влияния на коэффициент полезного действия роторной машины.

Определение температуры газа в рабочей полости роторной машины позволяет рассчитать параметры теплообмена между газом и стенками полого корпуса, которые заложены в уравнении математической модели рабочего процесса машины. Математическая модель используется для проектирования и оптимизации роторной машины.

Таким образом, решение технической задачи по сравнению с прототипом позволяет определять температуру газа в рабочей полости роторной машины без повреждения датчика при вращении роторов и обеспечивает технический результат, заключающийся в упрощении и повышении точности измерения.