Способ измерения касательного напряжения на обтекаемой потоком жидкости поверхности Советский патент 1987 года по МПК F15D1/06 

Изобрет ение относится к гидродинамике и гидравлике и предназначено для измерения локального значения касательного напряжения на обтекаемой потоком жидкости поверхности сложной формы.

Цель изобретения - повышение точности измерения касательного напряжения на обтекаемой потоком жидкости поверхности сложной формы.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего данньш способ измерения касательного напряжения на обтекаемой потоком жидкости поверх- ности.

Устройство содержит измерительный датчик-электрод 1, уста:новленный заподлицо на измерительной поверхности 2 сложной формы, локальное значение касательного напряжения на которой при обтекании ее потоком жидкости необходимо определить. Контрольный датчик-электрод 3 установлен заподлицо

контрольной поверхности 4 простой формы, в данном случае цилиндрической, которой дополнительно снабжена измерительная поверхность 2. В потоке жидкости произвольно размещен электрод 5 .противоположной поляр- ,ности датчикам-электродам 1 и 3, имеющий существенно больщую площадь по сравнению с ними. Позициями 6,7. и 8 на чертеже соответственно обозначены измерительный прибор, источник постоянного тока и переключатель, осуществляющий подключение источника 7 питания постоянного тока, измерительно- прибора 6 и электрода 5 к измерительному датчику-электроду 1 или контрольному датчику-электроду 3.Расход жидкости измеряют расходомером 9, а регулируют вентилем 10.

Устройство реализует способ измерения касательного напряжения на обтекаемой потоком жидкости измерительной поверхности сложной формы 2 следующим образом.

Измерительньй датчик-электрод 1 устанавливают в месте измерения касательного напряжения на. измеритель-, ной поверхности 2, а контрольный датчик-электрод 3 - выше или ниже по потоку на контрольной поверхности 4 простой формы, дЛя которой известны значения касательного напряжения. Как правило, контрольная поверхность 4 простой формы присутствует в изучаемом объекте, содержащем измерительную

5

0

поверхность 2 сложной формы. В противном случае перед измерительной поверхностью 2 сложной формы или за ней устанавливают контрольную поверхность 4 простой формы в виде прямоугольного или цилиндрического канала или плоской пластины.

Используя переключатель 9 для условий покоящейся жидкос.ти в изучаемом объекте, измеряют отдельно электрический ток в цепях измерительного 1 и контрольного 3 датчиков-электродов, Фазность этих токов обусловлена разницей в площадях торцов датчиков- электродов 1 и 3, контактирующих с жидкостью.

Подключая в электрическую цепь, состоящую из измерительного прибора 6, источника 7 питания тока и электрода 5, контрольньй датчик-электрод 3, для условий течения жидкости через изучаемый объект определяют зависимость электрического тока, проходя5 щего через контрольный датчик-электрод 3, от расхода жидкости. Затем осуществляют пересчет данной зависимости в зависимость электрического тока от касательного напряжения на контрольной поверхности 4, Указанный рересчет можно ыполнить с помощью расчетных формул,связывающих между собой касательное напряжение на поверхности 4 простой формы от расхода жидкости, или предварительного определения, средствами, напрra«iep, миниатюрными плавающими элементами магнитно-индукционного типа экспериментальной зависимости касательного напQ ряжения на контрольной поверхности 4 от расхода жидкости.

Для определения касательного напряжения на обтекаемой потоком жидкости измерительной поверхности 2 сложной достаточно при конкретном расходе жидкости через изучаемый t объект измерить величину электрического тока в цепи, содержащей измерительный прибор 6, источник 7 питания, электрод 5 и измерительный датчик- электрод 1, и прибавить к полученной величине значение разности, электрических токов измерительного и контрольного датчиков-электродов 1 и 3, отдельно предварительно измеренных в неподвижной жидкости. Полученная сумма с помощью зависимости для контрольного датчика-электрода 3 электрического тока от расхода жидкости оп0

5

5

0

5

31

ределяет искомое касательное напряжение на измерительной поверхности 2

Формула изобретения Способ измерения касательного нап ряжения на обтекаемой/потоком жидкое ти поверхности, заключающийся в том, что создают постоянную разность элек трических потенциалов между установленным заподлицо на поверхности изме рительным датчиком-электродом и размещенным в потоке электродом противо положной полярности, измеряют силу электрического тока между электродами, по величине которой судят о зна

33900

чении касательного напряжения на поверхности, отличающийся

тем, что, с целью повьшения точности, измерения на поверхностях сложной формы, измеряют силу электрического тока в неподвижной жидкости на измерительной поверхности и на контрольной поверхности простой формы с конт- 1Q рольным датчиком-электродом, установленной в жидкости, и при определении касательного напряжения в потоке жидкости на измеряемой поверхности учитывают разность величин силы электрического тока 15 измерительного и контрольного датчиков- эл ектродов в неподвижной жидкости.

Изобретение позволяет повысить точность измерения напряжения на поверхности сложной формы. Для этого измеряют силу электрического тока в неподвижной жидкости на измерительной поверхности (ИП) 2 и на контрольной поверхности (КП) 4 простой формы с контрольным датчиком-электродом (Д-Э) 3, установленным в жидкости. Д-Э 1 установлен в месте измерения касательного напряжения ИП 2, а контрольный Д-Э 3 - выше или ниже по потоку на КП 4 простой формы, дли которой известны значения касательного напряжения. При определении касательного напряжения в потоке жидкости на ИП 2 учитывают разность величин силы электрического тока измерительного и - . контрольного Д-Э 1 и 2 в неподвижной жидкости. 1 ил. (Л уО f .П f j- j УЛ 70