Способ определения скорости неравновесного газового потока Советский патент 1986 года по МПК G01P5/00 

1

Изобретение относится к области измерения параметров движения и может быть использовано для определения скорости неравновесных газовых сред. Целью изобретения являетс51 увеличение точности определения скорости в неравновесных газовых потоках и расширение диапазона измерений.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Устройство содержит к-анал 1, по которому течет исследуемый газовый поток, патрубки 2 и 3 для отбора части газа из исследуемого потока, подсоединенные к системе отсоса, отбираемый от потока газ 4, устройство 5 для измерения расхода отбираемого, от потока газа, датчики 6 давления, установленные до и после зоны отбора, Пример. Определение скорости возбужденных в электрическом разряде паров воды. От текущего по каналу 1 неравновесного газового потока 2, состоящего из возбужденных молекул Hj,0 (например, возбуждены асимметричные колебания , (OOV), где V - соответствующее колебательное квантовое число), через патрубки 3, соединенные с системой отсоса, отбирается часть газа 4, расход которого (g ) измеряется специальными устройствами 5 и направляется далее в систему отсоса. При отборе части газа (go) oi исследуемого потока, состоящего из колебательно возбужденных паров воды, происходит изменение газодинамических параметров течения, в том числе и статического давления. Причем изменение статического давления до и после зоны отбора зависит от первоначальной скорости исследуемого неравновесного потока. Поэтому, измерив перепад статического давления до и после зоны отбора датчиками 6, можно определить скорость неравновесного газового потока. Для того, чтобы исключить влияние релаксации колебательной энергии возбужденных молекул Н20 (001) на изменение газодинамических параметров потока по предлагаемому способу, необходимо лишь выбрать расстояние между датчиками 6 статического давления меньше, чем длина релаксации колебательной энергии молекул в процессе

(001) + (000) + М, . где М - любая молекула газа.

12396031

По абсолютной величине измеренного перепада давлений до и после места отбора (ь.Р) и расходу отбираемого от потока газа (gp) скорость исследуемого неравновесного потока (U) определяется по формуле

и

а2 - 4F2 (лР)

2F ХЬР)

10

где и - скорость исследуемого потока; gp - расход отбираемого через патрубки 3 газа; а - скорость звука в исследуемом потоке; йР - измеренный перепад статического давления до и

5 после зоны .отбора; F - площадь поперечного сечения канала.(Знак + соответствует скорости , а знак - - и а).

Представленная формула для опре20 деления скорости потока справедлива при небольших относительных расходах отбираемого через патрубки 3 газа

F

где G-, - расход газа в

25 исследуемом потоке, а именно gp«0,1 GO

Минимальное значение g. равно 0,01 GO.

Предлагаемый способ -определения скорости потока позволяет по срав- 3Q нению с известным определять с высокой степенью точности (на 10-15 % Bbmie) скорость неравновесного газового потока за счет исключения влияния зоны смешения на релаксационные процессы, а также существенно расщи- ,рить диапазон измерений, за счет расширения класса исследуемых газовых смесей по составу.

40

45

Чувствительность и высокая стабильность по предлагаемому способу обеспечивается тем, что изменение давления в зоне замера осуществляется в течение всего времени измерений, т.е. измеряемый перепад давлений до и после зоны отбора не меняется во времени.

Формула изобретения

Способ определения скорости неравновесного газового потока, заключающийся в воздействии на него вспомогательным потоком заданного расхода, выбираемого из условия gpiO,1 G, 55 где G -- максимальный расход исследуемого газового потока, измерении статического давления до и после зоны воздействия вспомогательным потоком

50

и

а2 - 4F2 (лР)

2F ХЬР)

10

где и - скорость исследуемого потока gp - расход отбираемого через патрубки 3 газа; а - скорость звука в исследуемом потоке; йР - измеренный перепад статического давления до и

5 после зоны .отбора; F - площадь поперечного сечения канала.(Знак + соответствует скорости , а знак - - и а).

Представленная формула для опре20 деления скорости потока справедлива при небольших относительных расходах отбираемого через патрубки 3 газа

F

где G-, - расход газа в

25 исследуемом потоке, а именно gp«0,1 GO

Минимальное значение g. равно 0,01 GO.

Предлагаемый способ -определения скорости потока позволяет по срав- 3Q нению с известным определять с высокой степенью точности (на 10-15 % Bbmie) скорость неравновесного газового потока за счет исключения влияния зоны смешения на релаксационные процессы, а также существенно расщи- ,рить диапазон измерений, за счет расширения класса исследуемых газовых смесей по составу.

Чувствительность и высокая стабильность по предлагаемому способу обеспечивается тем, что изменение давления в зоне замера осуществляется в течение всего времени измерений, т.е. измеряемый перепад давлений до и после зоны отбора не меняется во времени.

Формула изобретения

Способ определения скорости неравновесного газового потока, заключающийся в воздействии на него вспомогательным потоком заданного расхода, выбираемого из условия gpiO,1 G, где G -- максимальный расход исследуемого газового потока, измерении статического давления до и после зоны воздействия вспомогательным потоком

1

и определении этого искомого парамет оа из соотношения

ра ±а-(1ра -4Р(лР)2

2FuP

где + выбирается при М 1;

- при M;f 1; а - скорость звука в исследуемом

потоке газа;

йР - измеренный перепад статическо го давления до и после зоны смешивания}

Редактор Л. Гратилло Заказ 3390/44

Составитель В. Назарова

Техред О.Сопко . Корректор М. Максимишинец

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

396034

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

5 отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и расширения диапазона измерений, вспомогательный поток формируют путем отбора части исследуемого потока, а измере- 10 ние статического давления проводят на границах участка, длина которого меньше длины релаксации возбужденных молекул исследуемого неравновесного

газового потока, J

Изобретение относится к области измерения параметров движения и позволяет увеличить точность и расширить диапазон измерений. От текущего по каналу 1 неравновесного газового потока 2 через патрубки 3 отбирается часть газа 4, расход которого измеряется специальными устройствами 5, В результате изменяется статическое давление потока, зависящее от его первоначальной скорости. Измеряют статическое давление до и после зоны воздействия вспомогательным потоком на границах участка, длину которого устанавливают меньше длины релаксации возбужденных молекул исследуемого неравновесного газового потока. По абсолютной величине измеренного перепада давлений и расходу отбираемого от потока газа определяют скорость исследуемого неравновесного потока. 1 ил. i (О ю со со Од о со