Измерение мощности с помощью гидротормозов

Присоединяют к турбине гидротормоз – рис.1.

Принцип работы: лопатки вращаются в камере с жидкостью, крутящий момент через жидкость передается корпусу, который поворачивается и передает этот момент на силоизмеритель. Также за счет внутреннего трения жидкость нагревается (получает теплоту).

Поэтому можно измерять мощность как по теплоте: N = Q_ПОЛ = Δt_Ж ^. С_Ж ^. G_Ж;

так и по крутящему моменту: N = М_КР ^. ω = F ^. L ^. ω.

Недостатки гидротормозов:

1.Нужен силоизмеритель.

2.Измерение и учет трения в подшипнике.

3.Учет измерений моментов от подводящих и отводящих трубопроводов.

4.Нужно иметь жидкость, стойкую к кавитации.

5.Измерение температуры жидкости на входе и выходе.

6.Нужно иметь систему подготовки, подачи, хранения рабочей жидкости.

Силоизмерители: - используются два типа: - месдозы;

- упругие силоизмерители.

Месдоза – рис.2 – камера, закрытая эластичной мембраной, на которую давит поршень, подвешенный на упругой пластине и на него давит через шарик измеряемая сила. Камера заполнена маслом и в ней измеряется давление с помощью манометра.

Сила: F_Н = P ^. S, где Р – замеренное давление, S – площадь камеры.

Упругие силоизмерители – например балочный силоизмеритель – рис.3. Измеряемая сила пропорциональна прогибу, который меряется либо часовыми индикаторами, либо тензорезисторами. Также бывают сложные упругоизмерители – рамы – рис.4, либо деформируемые элементы с наклеенными тензорезисторами (шарик –рис.4).

Достоинства таких силоизмерителей:

- компактность;

- высокая чувствительность;

- относительная простота;

- способность воспринимать колеблющуюся нагрузку.

Недостатки:

- температурная чувствительность;

- явление гистерезиса;

- возможность возникновения пластических деформаций;

- наличие собственных частот колебаний (нужно отстраиваться от возможного резонанса).