Способ определения установившейся скорости движения тела в жидкости Советский патент 1983 года по МПК G01P5/18 

Изобретение относится к экспегримент.альной гидромеханике, а именно к способам измерения скорости путем из мерения времени прохождения телом мерного уча-етка, и может быть исполь зовано в экспериментаггьной гидромеха нике для определения скорости установившегося движения тел под дб:йст вием сил плавучести и вычисления их коэффициентов сопротивления. Известен способ определения скорости, заключающийся в экспериментальном измерении скорости свободного погружения тела в море на большой глубине под действием свинцового бал ласта С 1 и С 2, К недостаткам .этого способа следует отнести сложность эксперимента включающего операцию возвращения встроенной в тело аппаратуры с большой глубины и необходимость проведе ния эксперимента на больших глубинах в море, Известен также способ, согласно которому тело бросают с начальной скоростью в жидкость и измеряют вре мя прохождения телом мерного участка 3. Недостатком данного способа является большая погрешность в измерении скорости, так как глубина сосуда и отсутствие критерия установки началь ной скорости не позволяют достичь у тановившихся режимов движения. Целью изобретения является повышение точности определения значений скорости установившегося движения в условиях водоема с ограниченной глу биной. Указанная цель достигается тем,, что согласно способу измерения уста новившейся скорости движения тела, включагощему предварительное ускорение тела и измерение времени прохож дения телом мерного участка, измеряю время прохождения телом двух одинаковых последовательно расположенных мерных участков, определяют прираще ние времени прохождения второго уча ка относительно времени прохоясдения первого участка, затем, изменяй начальную скорость пуска, добивс1ются изменения знака приращения времени прохождения второго участка относительно времени прохождения первого участка и определяют скорость установившегося движения по формуле S( . I r-b,,b.tv &-to--b,,.-t, где . S длина мерного участка; .iu время прохождения телом первого участка при пер вом и втором пусках соответственно; Ь1Ц|-Ь||.- время прохождения телом второго участка при перврм и втором пусках соответственно. На фиг. 1 представлено устройство для осуи ествления предлагаемого способа; на фиг, 2 - график зависимости Д-Ь от -t 1Сущность изобретения и выбор расчетной формулы поясняются следующим. Рассмотрим завис-имость времени прохождения телом любого,из двух одинаковых участков (например, I) от разности времени ,,--t I. На фиг. 2 приведены две точки И и М этой зависимости, построенные для значений u.t/j O и A-tg 0. Положение точки с координатами , соответствующей установившемуся движению, определяются методом линейной аппроксимации, при этом время прохождения мерного участка с установившейся скоростью -bj опрех еляется по формуле 4. . ,. , u-i-i-At, а установившаяся скорость V) по фор S.. 5(iVt.,-u.-ta) 5 Cut i-At,) ,j;-/Xt2.tM fc| Atj-t,,&i-, Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит испытываемое тело 1 с отрицательной плавучестью, ускоряющее устройство 2, с помощью которого задается начальная скорость пуска, блок 3 с жидкостью, щелевые источники 4 света,, оптические датчики5, измеритель б периодов времени. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Испытываемое тело 1 запускается с некоторой начальной скоростью, с помощью оптических датчиков 5 и измери теля 6 периодов времени определяют время прохождения телом первого и второго участков, отмечают величину приращения времени прохождения вто-, рого участка относительно времени прохолсдения первого участка ,,Если u.i: Op т.е. начальная скорость движения меньше установившейся, то начальную скорость следующего пуска увеличивают, если А Ц О, т.е. начальная скорость больше установив шейся,то уменьшают,при этом добиваются изменения знака приращения времени ifc .Произведя измерения для двух пусков, при которых приращения времени прохождения второго участка относительно времени прохождения первого участка,имеют разные знаки,т.е.для пусков с начальной скоростью,меньшей и большей установившейся,определяют

скорость установившегося движения по формулеI

S(

,L--t,t

Для определения скорости установившегося движения для тел с положительной плавучестью пуск тела осуществляется со дна водоема.

Применение указанного способа позволяет повысить точность определения установившейся скорости, так как вычисление производится по результатам измерения параметров движения со скоростями, близкими к установившейся.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАНОВИВШЕЙСЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА В ЖИДКОСТИ, включающий предварительное ускорение Тела и измерение времени прохождения телом мерного участка, отличающийся тем, что, с целью повЕлиения точности при измерении в водоемах с ограниченной глу биной, .измеряют время прохождения тело двух одинаковых последовательно расположенных мерных участков, определяют приращзние времени прохождения второго участка относительно времени прохождения первого участка, затем, изменяя начальную скорость пуска, добиваются изменения знака приращения времени прохождения второго участка относительно времени прохождения первого участка и определяют скорость установившегося движения по формуле ь,м-Ч.; 5(utcL-&l,) - -ЬцА Vt,,i &tcL--t,,,,-t,a, где S - длина мерного участка; время прохождения телом 5Э первого участка при пер(Л вом и втором запусках соответственно; 4,t ; i,.-время прохождения телом второго участка при пер- вом и втором запусках g соответственно.

ui,

/5f.