Способ определения скорости газового потока Советский патент 1984 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к области измерения параметров движения и може быть использовано для определения скорЬсти неравновесных газовых сред.

Известен способ определения скорости потока, заключающийся в запылении газового потока твердыми .частицами, облучении запыленного потока лазерным излз ением и определении скорости потока по сдвигу частот зондирующего и принимаемого приемником излучения l .

Недостатком указанного способа является невозможность измерения с высокой точностью скорости неравновеского, например, колебательно неравновесного, газового потока. Для определения скорости потока в указанном способе необходимо запылить поток твердыми частицами. При этом в результате колебательно-поступательной релаксации возбужденных молекул газо§ого потока изменяются макроскопические параметры (температура, давление, скорость) и в конечном сче те изменяется скорость уже срелаксировавшего, т.е. равновесного газа.

Наиболее близким к изобретению является способ, заключающийся в измерении разности давлений газа и определении скорости по измеренным значениям путем пересчета 2.

Недостатком известно1 о способа является невозможность измерения с высокой точностью скорости неравновесного газового потока.

Цель изобретения - повьшение точности измерения в неравновесных газовых потоках.

Цель достигается тем, что согласно способу определения скорости газового потока, заключающемуся в измерении разности давлений газа и последующем определении скорости, в иссле дуемый поток дополнительно, вводят газ, состоящий из молекул, на которы скорость релаксации молекул исследуемого газового потока меньше скорости собственной релаксации исследуемого газового потока, измеряют разность статических давлений до и после зоны смешивания, при этом расход подмешиваемого газа выбирают из условия

qp60,tG,

где G - максимальный расход исследуемого газового потока.

а скорость и неравновесного газового потока определяют из соотношения

9ра±ал|я 0,-4РЧ4Р)

и

2РлР

где знак + выбирается при М 1, знак - при М 1, а - скорость звука в исследуемо

потоке газа;

дР - измеренный перепад статического давления до и после зоны смешивания;

F - площадь поперечного сечения канала с исследуемым газовым потоком; М - число Маха.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит канал Г, по которому течет исследуемый газ 2, патрубки 3 для подмешивания к исследуемому потоку газа 4, расход которого известен, канал 5, в котором происходит перемешивание исследуемого неравновесного и .подмешиваемого газов (его площадь сечения F), датчики 6 давления, установленные до и после зоны смешивания.

Сущность способа определения скорости потока заключается в следующем

К текущему по каналу 1 неравновеснсаду газу 2 через патрубки 37 установленные в боковых стенках канала 1, подмешивают газ 4, состоящий из молекул, скорость релаксации молекул исследуемого газового потока на которых меньше (по крайней мере в 5 раз) скорости собственной релаксации. Причем расход зтого газа (qp) известен и выбирается из условия qp i 0,1 G, где G - максимальный расход исследуемого газового потока.

При перемешивании исследуемого 2 и подмешиваемого 4 газов в канапе 5 происходит изменение газодинамических параметров течения, в том числе и статического давления. Причем, изменение статич еского давления до и после зоны смешивания зависит от первоначальной скорости исследуемого потока неравновесного газа. Введение в неравновесный поток молекул, на которых скорости релаксации молекул исследуемого газа много меньше скорости собственной релаксации, позволяет исключить влияние релаксационных процессов на изменение 3 статического давления в зоне смешивания. Таким образом, в данном способе измерение статического давления )оисходит непосредственно неравновесном газе. Как уже ука-. зывалось ранее, изменение статического давления при подмешивании дополнительного количества газа к потоку зависит от его скорости. Поэтому, измерив перепад статического давления до и после зоны смепшвания датчиками 6 можно опреде лить скорость неравновесного потока Определение скорости по измеренному перепаду давлений дР до и после зоны смешивания при известном ко14личестве подмешиваемого газа q, деляется из соотношения Яра±ал1я „а -4РПлР) 2FuP где и - скорость исследуемого потока, Яр - расход подмешиваемого газа а - скорость звука в исследуемом потоке, йР - измеренный перепад статического давления до и после зоны смешивания; F - площадь канала, по которому движется газ, знак + соответствует сверхзвуковой М 1, знак - дозвуковой скорости М 1. Изобретение позволяет определить с высокой степенью точности скорость неравновесного газового потока..

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА, заключающийся в измерении разности давлений газа и последующем определений скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в неравновесньпс газовых потоках, в исследуемый поток дополнительно вводят газ, состоящий из молекул, на которых скорость релаксации молекул исследуемого газового потока меньше скорости собственной релаксации исследуемого гд гювого потока, :3 ЕйБЛй01сН измеряют разность статических давлений до и после зоны смеошвания, при этом расход подмешиваемого газа выбирают из условия Чрб 0,1 G где G - максимальный расход исследуемого газового потока, а скорость и неравновесного газового потока определяют из соотношения ( р ар ftp выбирается при М 1i знак где (Л - при М 1. знак а скорость звука в исследуес мом потоке газа, ЛР - измеренный перепад статиг ческого давления до и после зоны смешивания, F - площадь поперечного сечения канала с исследуемым газовым потоком М - число Маха..

- -

rrrffffJ