Устройство для измерения температуры торможения газового потока Советский патент 1988 года по МПК G01K13/02 

00

ел о со

S

Изобретение относится к .измерительной технике, а именно ,к .устройствам контроля температуры тррможе- ния газовых потоков, например при проведении экспериментов в эроди- ндмкческих трубах.

Цель изобретения - повьппение точности измерения путем исключения вли я;Ния направления газового потока.

I На фиг, 1 показано устройство,про дЬлЬньй разрез; на фиг. 2 и 3 - схе- обтекания исследуемой средой ка- Церы Торможения газового потока.

I Устройство для измерения темпе- р1атуры торможения газового потока (1ФИГ. 1 ) состоит из державки 1, на 1 оторой концентрично установлены Две проницаемые оболочки 2 и 3. Обо- Лочки можно выполнить, например, из металлической сетки. Величину ячеек ретки следует подбирать, учитьшая 4войства и характеристики сыпучего ||атериала. Оболочки можно выполнять е разъемом по диаметральной (эквато- риальной) плоскости. При монтаже йоловииы оболочек можно соединить точечной сваркой, пайкой или склейкой (к точности изготовления оболочек не предъявляется высоких требова йий).

; В державке 1 расположен термочувствительный элемент (термопара) 4.

Йолость между оболочками заполнена (выпучим материалом 5, в качестве icoToporo можно применять, например, измельченньй пенопласт, золу, грану Яы или шарики самых различных веществ при этом шарики могут быть любого размера. Известен способ получения шариков путем дробления струи с последукядим отверждением материала, при этом шарики получаются с неболь йим разбросом по диаметру. Изготавливать шарики можно из многих органических и неорганических веществ с малым удельным весом, например из полистирола. Изготовленные с минимальным разбросом по диаметру шарики, например, диаметром 0,15 мм мо

гут служить идеальным сьшучим материалом для оболочек из сетки с ячейками 0,1 мм. При использовании указанной технологии получения мелких шариков ровного диаметра можно получать сыпучий материал любой дисперсности.

Для засьшки материала в державке можно сделать закрьгоаемое отверстие 6. Полость между оболочками заполня

о

. п

5

0

5

ется сьшучим материалом не до конца с оставлением свободного пространства (каверны) 7. Основное требование к сыпучему материалу - размер частиц не должен превьш1ать размер ячеек в сетке оболочки. В случае использования .в качестве оболочек пористых или иных проницаемых тел требования к сьту- чему материалу снижаются.

При отсутствии потока воздуха свободное пространство 7 находится в верхней части полости между оболочками.

Устройство работает следующим образом.

При отдуве приемника в исходном состоянии газовым потоком большой скорости у передней точки сферы поток тормозится и в нем возникает давление, равное

FW,

Р - .г -. Р

2

где W., - скорость набегающего потока; РОО - давление набегающего потока; о - плотность набегающего потока .

За сферической камерой торможения (наружной оболочкой 2) возникает донная область 8, давление в которой близко к РО, ..

Наружная оболочка 2 (сетка) не препятствует протеканию газа и поэтому под воздействием давления набегающего потока сьтучий материал в передней точке уплотняется, раздвигается. В нем образуется каверна 9. При этом каверна 7 несколько уменьшается.

Со стороны газового потока на сыпучий материал в передней полусфере действует распределенная сила, у которой всегда имеет место тангенциаль ная составляющая (фиг. 2). Под ее воздействием верхняя каверна 7 заполняется, а спереди перпендикулярно вектору скорости образуется новая каверна 9.

Образование приемной передней каверны происходит следующим образом. Допустим, задняя полусфера приемника (фиг. З) непроницаема , а в.передней полусфере в сыпучем материале образовалась строго ориентированная каверна. Плоскость ее торца перпендикулярна направлению потока. Теперь допустим, что одну сторону каверны Нарастили , она выступает над прежней плоскостью ориентации. На

этот выступ действует тангенциальная и радиальная сила со стороны потока. Тангенциальная сила стремится рассыпать ,выступ, а радиальная сила создает подвижность, некое подобие кипящего слоя.

Следовательно, под воздействием двух указанных сил предполагаемый выступ будет занимать неустойчивое по- ложение до тех пор, пока его частицы равномерно не распределятся по окружности каверны и каверна снова не займет строго ориентированное положение. Допускается некоторый скос ориента- дни приемного отверстия без ухудшения точности измерения. Так, для продольно обтекаемых термоприемников изменение угла атаки в пределах +20° не окаПри изменении напрявления потока точка с максимальным давлением на поверхности приемника образуется в другом месте, с сьтучим материалом происходят описанные процессы, свободная от сыпучего материала зона (к-з- верна) образуется в другом месте, но ее плоскость нормальна к вектору скорости газового потока.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет повысить точность и достоверность измерения температуры торможения за счет исключения влияния направления газового потока, замерять температуру торможения в газовых потоках, направление которых неизвестно, снизить требования к точности изготовления час

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведений экспериментов в аэродинамических трубах. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения влияния направления газового потока. Устройство содержит державку 1. На державке } закреплена камера торможения с термочувствительным элементом 4 внутри. Камера торможения вьтолне- на в виде двух концентрично установленных проницаемых оболочек 2 и 3. Пространство между оболочками 2 и 3 заполнено сыпучим материлом 5, коэффициент заполнения которого меньше единицы. 3 ил.

зывает влияния на коэффициент восста- 20 тей приемника. Это следует из того.

новления. При имеющихся значениях давления и скорости потока в аэродинамических трубах вес сьтучего материала не дезориентирует каверну.

Под воздействием тангенциальной силы, действующей на свободную поверхность каверны, сыпучий материал уплотняется и прочно фиксируется между оболочками.

Дальнейшая работа устройства аналогична работе, например, известного продольно обтекаемого термоприемника с цилиндрической камерой торможения. Разница заключается лишь в том, что заднее отверстие заменено неплотностями в сыпучем материале..

Варьируя зазором между оболочками, : видом и характеристиками сыпучего материала и коэффициентом заполнения - полости, можно обеспечить требуемое соотношение входного и выходного проходных сечений. После образования качто входная каверна в сыпучем материале устанавливается в требуемом месте (по нормали к вектору скорости потока) .

25 В целом использование предлагаемого устройства позволяет сократить трудоемкость и сроки проведения испытаний при исследовании процессов с изменением направления скорости газово30 го потока.

формула изобретения

Устройство для измерения температуры торможения газового потока, со25 держащее шарообразную камеру торможения, закрепленную на державке, и термочувствительный элемент, расположенный внутри-камерыторможения, отличающееся тем, что, с це40 лью повьш1ения точности измерения путем исключения влияния направления газового потока, камера торможения выполнена в внде дв-ух концентрично установленных проницаемых оболочек.

верны 9 (фиг. 3) газ через нее и ячей-45 пространство между которыми заполнено

сьтучим материалом, с коэффициентом

заполнения К i, где V, - объем

сыпучего материала; V - объем полос- i ти между оболочками.

ку в сетках поступает внутрь камеры торможения. Газ омьшает термочувствительный элемент 4 и выходит через неплотности в сыпучем материале в донную область 8 за устройством..

что входная каверна в сыпучем материале устанавливается в требуемом месте (по нормали к вектору скорости потока) .

25 В целом использование предлагаемого устройства позволяет сократить трудоемкость и сроки проведения испытаний при исследовании процессов с изменением направления скорости газово30 го потока.

формула изобретения

Устройство для измерения температуры торможения газового потока, со25 держащее шарообразную камеру торможения, закрепленную на державке, и термочувствительный элемент, расположенный внутри-камерыторможения, отличающееся тем, что, с це40 лью повьш1ения точности измерения путем исключения влияния направления газового потока, камера торможения выполнена в внде дв-ух концентрично установленных проницаемых оболочек.

5s.rk