Способ определения параметров струи Советский патент 1989 года по МПК G01L11/00 

31

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования струй, вытекающих из сопл различной формы.

Цель изобретения - повышение эффективности и упрощение исследования сопл.

На фиг. 1 и фиг. 2 показан стенд для осуществления предлагаемого спо- соба при различных вариантах испытаний, общий вид.

Стенд (фиг. 1), предусматриваю1ций использование в качестве испытательной среды жидкости, представляет со- бой емкость 1, в которой закреплена трубка 2 с вентилем 3 для слива жидкости 4. Исследуемое сопло 5, формирующее струю 6, закреплено в кронштейне 7, который может перемещаться вдоль штанги 8 и фиксироваться в нуж ном положении. Штанга 8 имеет шкалу отсчета расстояния сопла от поверхности жидкости. Давление перед соплом измеряется манометром 9. Для сбо ра вытесненной жидкости предназначе- па емкость 10, в качестве которой может быть использован мерный сосуд.

В качестве испытательных сред должны выбираться такие, которые реа гируют на воздействующий на них поток, изменяют форму и состояние и позволяют лаблюдать, фиксировать и производить измерения результатов испытаний. Например, в качестве испы- тательной среды при исследовании потоков жидкостей могут быть использованы сыпучие или вязкие материалы, а при исследовании горячих струй - легко плавкие вещества (лед, сплавы и т.д.) .

Способ осуществляют следуюгцим образом.

Осуществление проиллюстрировано на примере исследования струй г аза с использованием в качестве испЕчтатель ной среды .

Перед началом исследований емкость 1 заполняют жидкостью 4 (например, водоГ) до уровня трубки 2 (фиг. 1). Исс ледуемое сопло закреп- ляют в кронштейне 7 на необходимом расстоянии от поверхности жидкости (воды) 4.

Через сопло 5 под нс(г ходимым давлением, которое контролируют по манометру 9, подают исследуемый поток (струю), в лонном случае - сжатый газ, например воз.чух. 1ри tic;:)6JQ

5 20 25

30 , Q

5

5

ходимости контролируют и другие параметры потока, такие как расход, температура и т.д. с помощью соответствующего оборудования (не показано). В результате действия сжатого газа на поверхности воды образуется воронка 11, что приводит к вытеснению соответствующего количества воды из емкости 1 в мерный сосуд (емкость) 10 через трубку 2. Для этого кран (вентиль) 3 должен быть открыт после установления окончательной формы воронки или перед подачей в емкость 1 струи воздуха.

Воздействие струи (дальнобойность, силу действия струи на преграду, распределение давления по поверхности воздействия, размеры и конфигурадия поверхности, на которую оказывает воздействие струя) определяют по размерам и конфигурации воронки в жидкости и по количеству вытесненной жидкости. Способ позволяет также определять воздействие струи на преграды, расположенные как перпендикулярно, так и под углом к исследуемой струе.

С делью ускорения процесса исследования сопл (ускорения вытеснения из емкости воды) емкость-1 может наполняться до краев (фиг. 2). В зтом случае количество жидкости, вытесненной при подаче на нее струи воздуха, определяют путем измерения количества жидкости, которую доливают в емкость 1 до первоначального уровня.

При изменении условий исследования потока (температуры, давления потока, расстояния сопла от поверхности жидкости и др.) или при определении сравнительной эффективности различных сопл сжатый воздух могут подавать не до момента, когда прекратится вытеснение жидкости 4 из емкости 1, а в течение равных промежутков времени для каждого случая.

Кроме количества вытесненной жидкости об эффективности сопл можно судить и по форме воронки, образуемой на поверхности жидкости в результате действия не нее струи воздуха. Например, чем меньше диаметр воронки, тем выше давление, оказыиаемое струей, истекающей H-IJ согтла, например, при одинаковом количег/гве вытесненной жидкости. Велпч нну давления определяют как часугное деле

ния силы действия струи на диаметр воронки, ее образуемой. В случае необходимости нужная часть струи может быть выделена путем установки на нее пути пластины 12 с отверстием (фиг. 2) или подбором для исследования емкости соответствующего диаметра (меньшего, чем диаметр струи). Для облегчения определения разме- ров воронки или сравнения воронок при различных испытаниях сопл целесообразно в момент исследования сопла производить фотографирование поверхности жидкости (после оконча- тельного формирования воронки или в один и тот же определенный момент исследований).

Параметры воздействия струи на преграду могут быть определены, ее- ли произвести полное измерение воронки (конфигурацию и объем).

В качестве испытательной среды могут быть использованы и другие, нежели жидкость, материалы (например сыпучие или лед). В этом случае не обязательно размещение их в емкости. Предлагаемый способ позволяет определять воздействие струй, истекающих из сопл, на преграду по пара- метрам воронки, которая образуется в испытательной среде за счет воздействия на нее струи. Это дает возможность затрачивать минимальное время на проведение исследований сопл, что в целом увеличивает эффективность способа.

Предлагаемый способ может быть использован также для определения эффективности сопл, используемых для разрушения сводов сыпучих материалов выгружаемых из бункеров. За короткий период может быть определена наиболее подходящая конфигурация сопла, предназначенного для этих целей.

Формула иэобрет

и я

S

Q 15

20 25зо .

35

1.Способ определения параметров струи, действующей на преграду, заключающийся в том, что струю, ьыт;каю- щую из сопла, направляют на изглери- тельный элемент, по показаниям которого определяют силу действия струи на преграду, распределение давления струи по преграде, форму и дальнобойность струи, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения эффективности и упрощения исследования солл. в нем в качестве измерительного элемента используют жидкую или сыпучую среду, которую помещают в емкость,

а струю направляют на поверхность среды, при этом параметры струи определяют по геометрическим параметрам воронки, образухяцейся на поверхности среды.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что форму струи

I определяют по форме основания воронки.

3.Способ по п. 1, отличающий, с я тем, что дальнобойность струи определяют по исчезновению воронки при удалении сопла от поверхности среды.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что действия струи на преграду определяют по количеству среды, вытесненной воронкой из емкости.

5.Способ по пп. 1 и 4, о т л и- чающийся тем, что на пути струи устанавливают сменную пластину с отверстием, при этом распределение давления струи на преграде определяют как частное от деления силы действия струи на диаметр воронки.

С1нагг ьш Шду

10

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования струй, вытекающих из сопл различной формы, а также позволяет повысить эффективность и упростить исследования сопл. Струю 6, вытекающую из сопла 5, закрепленного на кронштейне 7, направляют на поверхность жидкой или сыпучей среды 4, находящейся в емкости 1, в результате чего на поверхности среды 4 образуется воронка 11. При этом форму струи 6 определяют по форме основания воронки 11, дальнобойность - по исчезновению воронки 11 при удалении сопла 5 от поверхности среды 4 вдоль штанги 8, силу действия струи 6 на преграду - по количеству среды, вытесненной воронкой 11 из емкости 1 в мерный сосуд, а распределение давления струи по преграде - как частное от деления силы действия стуи на диаметр воронки 11, при этом исследуемые участки струи 6 выделяют с помощью пластины 12 с отверстием. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

фиг./