Устройство для определения скорости движения газа или жидкости Советский патент 1929 года по МПК G01P5/10 

Пред.тагаемое изобретение касается устройства Д.1Я определения скорости движения газа или жидкости ж основано на следующем соображении. Если в поток газа (или жидкости), движущийся со скоростью F и имеющий постоянную температуру t, помещено сплошное твердое тело (однородное и изотропное), предварительно нагретое до .температуры достаточно выше t, то при прочих равных условиях быстрота охлаждения тела зависит от скорости F газа (или жидкости). Когда эта зависимость математически установлена, что делается посредством предварительно поставленных опытов, то можно из наблюдений над быстротой охлаждения тела найти F.

Охлаждаемому телу придается форма пряного кругового цилиндра, а для измерения быстроты охлаждения его, оно соединено с обыкновенным ртутным стеклянным термометром „палочного типа резервуар которого имеет форму длинного, как можне более узкого, цилиндра; термометр плотно заделан в круговой цилиндр и резервуар его расположен по оси цилиндра, тогда как большая часть стержня термометра с нанесенными на пей двумя щтрихами выступает из цилиндра: таким образом, весь резервуар термометра окружен веществом кругового цилиндра. На капилляре термометра нанесены 2 штриха LI- верхний и Ln-нижний; расстояние между ними может быть градуировано на-0,5°, или 0,2°, или 0,1 но эта градуировка является лишь желательной, а отнюдь не обязательной. Штрих LII нанесен так, что соответствующая ему температура на несколько градусов выше температур t тех потоков газа, скорости которых подлежат измерению; так, например, если потоки имеют температуру не свыше 30, то штрих LU должен отвечать температуре, которая несколько выше 30, например 35. Промежуток времени Т, в течение которого показание термометра падает с LI до Ljj, служит мерилом быстроты ох.1аждения цилиндра; цилиндр охлаждается при определеннбй температуре t тем быстрее, чем больше F. Для опреде.тения F по измеренным Т и t служит расчетная формула

I+PII

{}f(V)Ф|T .

(1)

Здесь « и Мц-температуры, соответствуюпще штрихам LI и in, Ф- константа прибора, зависящая от физических свойств вещества цилиндра, от его размеров и от выбора штрихов ii и LH на стержне термометра, / (F) - функция от F определяется эипиричеекг, напр., можно взять ее в форме

BF

/(7) Л +

i + v

Для некоторых пределов значений V (не чрезмерно больших и не очень малых) можно взять f(V) J/F. Расчетная формула (1) может быть заменена простого вида номограммой.

Снособ применения прибора-следующий. Круговой цилиндр нагревают на лампе или на каком-нибудь другом нагревателе до тех пор, пока ртуть не начнет заполнять грушевидного расширения в верхней части капиллярной трубки термометра. После этого прибор помещают в ноток газа,- скорость F которого желают измерить, и замечают по секундомеру те моменты времени, когда термометр показывает LI и LII ; отсюда получается время Т, протекшее между этими двумя моментами. Измеряв)т также температуру t потока термометром или термоэлементом и т. п.). Вная константу Ф прибора, определяемую в лаборатории при калибровке прибора, зная Т и t, определяют F по расчетной формуле (1) или заиепяюш,ей ее номограмме.

Нормирование прибора может быть произведено после предварительных онытов и некоторых подсчетов. Выбор штрихов ii и ц обусловлен преимущественно тем, в каких пределах меняется t: для обыкновенных воздушных потоков-.(напр, ветра), когда t не выше , можно взять ii 41°, in 38.

В качестве вещества цилиндра следует взять плохой проводник тепла, напр. гипс. В зависимости от физических свойств вещества цилиндра и пределов изменения t назначаются и размеры цилиндра: высота Я и диаметр основания 2В,

Для обыкновенных воздущных потоков подходящими размерами могут быть 2 Б В,Ьсм и ,5 - 7 см, если предположить, что цилиндр сделан из гипса или из вещества, обладающего близким к нему коэффициентом тештопроводности. Когда все указанные здесь величины нормированы то коэффициенты в выражении /(F) в расчетной формуле будут найдены посредством калибровки прибора в лаборатории путем сравнения с нормальным анемометром.

Вариантом описанного прибора яв.тяется прибор, в котором тот же самый, выше упоминавшийся цилиндр, изготовленный ив плохого проводника тепла, скомбинирован с дифференциальной термопарой, горячий спай которой находится в какой-либо точке внутри цилиндра, а холодный-снаружи, в потоке газа; в цепь термопары включен гальванометр, по показаниям которого определяется разность температур F горячего и холодного спаев. Расчетной формулой служит формула

/(t;).(F,/Fu) . . .(2),

в которой FI Ь FII означают показания гальванометра, пересчитанные на градусы Цельсия и относящиеся к двум различным моментаи времени, между которыми протекло вреия Т; К-константа прибора; f (F) - функция от F, ВИД- которой определяется посредством предварительных лабораторных опытов. Манипуляции те же, как и с прибором 1-го варианта.

Патент предмета.

1. Устройство для определения скорости/ движения газа или жидкости, характеризующееся применением ртутного стеклянного термометра „палочного типа, резервуар которого, имеющий форму длинного, по возможности узкого цилиндра, плотно заделан по оси прямого кругового цилиндра из сплошного твердого тела, представляющего собой плохой проводник тепла, напр, из гипса, на стержне какового термометра нанесены два штриха LI (верхний), соответствующий температуре щ, и LII (нижний), соответствующий темпера-. туре Mji, из которых последний нанесен так, что соответствующая ему температура «л/на

несколько градусов выше температуры тех потоков, скорость которых подлежит измерению путем наблюдения быстроты охлаждения в них цилиндра от % до un, с применением соответственной формулы или номограммы и после определения констант данного устройства путем сравнения его действия с нормальным анемометром.

2. В охарактеризованном в п. 1 устройстве применение вместо ртутного термометр дифференциальной термопары, один спай которой заделан внутрь указанного цилиндра, а другой находится снаружи в потоке газа или жидкости.

{4,)L.

2Я J