Способ определения поля температур потока Советский патент 1984 года по МПК G01K13/02 

.Изобретение относится к технике измерения физических параметров пото ка жидкости или газа и может быть использовано, например, для определе ния поля температур смеси. По основному авт.св.№ 630584 известен способ определения поля темпе ратур потока при смешении взаимно перпендикулярных струй в камере путем замера температуры в ее поперечном сечении, причем температуру одно временно замеряют у стенки и на оси камеры на расстоянии от начала смеше ния струй, равном или большем 0,8 диаметра камеры. Но данный способ позволяет достаточно точно определять поле температур лишь для камер смешения круглого поперечного сечения (для осесимметричного сносящего потока), причем точность определения поля температур с помощью данного способа снижается с уменьшением диаметра отверстий, шага между отверстиями и глубины про никновения поперечных струйП. Целью изобретения является обеспечение возможности определения поля температур в кольцевой камере. Это достигается тем, что согласно способу определения поля температур потока дополнительно измеряют температуру посередине расстояния между отверстиями у стенки и посередине расстояния между контурами. На фиг. 1 представлена принципиал ная схема кольцевой камеры с лешения, на которой осуществлялся предлагаемый способ; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - типичные распреде пения температур в радиальном направ певии; на фиг. 4 -- то же, в окружном направлении. При проведении экспериментальных исследований по закономерностям смешения в камере кольцевого поперечного сечения было установлено, что на расстоянии от начала смешения струй О,8 расстояния между контурами распр деления температур реализуются в сле дующие типы. В радиальном направлении реализуются лишь три типа распределений .(эпюр), характеризующиеся следующим образом: максимум температуры посередине расстояния между контурами, минимум - у стенки камеры; мак симум - у стенки камеры, минимум посередине расстояния между контурами; равномерное распределение температуры в радиальном направлении. В окружном направлении также реализуются три типа распределений температур, характеризующиеся следующим образом: максимум температуры - в следе за отверстием, минимум - посередине расстояния между отверстиями; максимум - посередине расстояния между отверстиями, миниг м - в следе за отверстием; равномерное распределение температуры в окружном направлении. Тип распределения температур определяется глубиной проникновения (дальнобойностью) поперечных струй. Таким образом, температуры .у стенки в двух точках и посередине расстояния между контурами в двух точках (в следе за отверстием и посередине расстояния между отверстиями) определяют распределения параметров (температур) в радиальном и окружном направлениях, а следовательно, позволяют определить качество смешения. Пример. Проводится замер полей температур смеси в кольцевой камере при истечении струй из бтверстий в наружном и внутреннем контурах кольцевой камеры перпендикулярно потоку. Принципиальная схема кольцевой камеры смешения, на которой осуществлялся предлагаемый способ, состоит из кольцевой низконапорной магистрали 1, высоконапорной магистрали 2, наружного 3 и внутреннего 4 контуров, зоны смешения 5, отверстий 6 . По кольцевой низконапорной магистра,ли 1, которая образована наружным и внутренним контурами 3 и 4, протекает поток горячих газов. Высоконапорная магистраль 2 имеет круглое поперечное сечение, и в ней размещена кольцевая низконапорная магистраль 1. По высоконапйрной магистрали 2 протекает поток холодных газов. В наружном и внутреннем контурах 3 и 4 имеются симметричные отверстия 6, через которые холоднглй газ в виде , струй подается в зону смешения 5 перпендикулярно потоку горячих газов. Область взаимодействия струй и потока траверсируется гребенкой термопар следующим образом. Гребенка термопар состоит из 11 хромель-Копелевых термопар (ГОСТ 6616-74, вторичный прибор-самописец . типа ЭПП-0,9, КСП-4 и т.д.) и устанавливается в плоскости поперечного сечения камеры смешения на расстоянии от начала смешения струй равном 0,8 расстояния между контурами. Сначала для одного значения массового расхода гребенка термопар устанавливается в следе за отверстием, и замеряется распределение температур в радиальном, направлении. Вращая гребенку термопар относительно оси кольцевой камеры в плоскости поперечного сечения, замеряют поля температур в 11 положениях, от одного следа отверстия до другого (через определенный полярный угол) в радиал.ьном направлении. Затем проводят аналогичные замеры полей температуры для различных значений массового расхода. Исследования полей температур показали, что распределения температур в радиальном направлении в,кольцевой камере реализуются в определенные типы: максимум температуры - посередине расстояния между контурами, минимум - у стенки камеры смешения (у одного из контуров)г максимум - у стенки камеры С1«1ешения, минимум посередине расстояния между контурами; равномерное распределение температуры в камере смешения. Анализ полей температур показал, что температуры у стенки камеры смешения и посередине расстояния между контурами камеры смешения в следе за отверстием, а также посередине расстояния между отверстиями являютс характеристиками в радиальном направ лении. . Кривые 7-10 Сфиг. 3) изображают, типичные распределения температур в кольцевой камере смеиюния в радиаль ном направлении при Р 0,0708, 0,4, ,0, Q voic . Здесь G Т- V-L . q,.G,, -h -F; -H ТТч где G - массовый расход; Т - темпера тура, t - шаг между отверстиями; Н - расстояние между контурами кольцевой камеры смешения; Fi -- площадь; X - абсцисса, У - ордината. Индексы: 1 - относящий поток; .2 - поперечные струи; о - отверстие; k - кольцевая камера смешения. Исследования полей температур показали, что в окружном направлении также реализуются 3 типа эпюр: максимум температуры в следе за отверстием, минимум - посередине расстояния между отверстиями; максимум - посередине расстояния между отверстиями, минимум - в следе за отверстием; равномерное распределение температур. Наибольшая неравномерность температурного поля в окружном направлении наблюдалась у стенки кольцевой камеры смешения (одного из контуров). Таким образом, температуры у стенки кольцевой камеры смешения в следе за отверстием и посередине расстояния между отверстиями являются характеристическими в окружном направлении. Кривые 11-14 (фиг. 4) изображают типичные распределения температур в окружном направлении тех же F , i , X ,q van . ЗдесьZ /t г. где Z - аппликата. Итак, замер температурку стенки в двух точках и посередине расстояяия мезвду контурами в двух точках, Э следе за отверстием и посередине расстояния между отверстиями позволя ет получить точную эпюру температур в кольцевой камере смешения. Предлагаемый способ определения поля температур потока позволяет сократить количество замеров, снизить трудоемкость измерений.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУР ПОТОКА по авт.св. № 630584, отличающийся , что, с целью обеспечения возможности определения поля температур потока в кольцевой камере, дополнительно измеряют температуру посередине расстояния между отверстиями у стенки и посередине расстояния между контурами. (О 00 со 00

0,5 0,5 0,7

и,1 0,8 0,9 Т &-0.29Q ,W5

Q4 Q.5 0,6 7

0,5 0,6 Т М,355