Устройство для измерения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля в аэродинамической трубе Советский патент 1989 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к испыта - тельной технике и может быть использовано для определения параметров ад- теЭионного взаимодействия частиц аэрозоля при ударе о поверхность твердых подложек.

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля при ударе путем выравнивания скоростей частиц аэрозоля в центральной части устройства и на его периферии.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - графики зависимости скорости частиц от отношения ,b/R (b - расстояние от центра диска; R - радиус диска).

Устройство содержит подложку 1, выполненную в виде диска, улавливатель 2 частиц, имеющий форму стакана, стержень 3 из электроизолирующего материала, установленный вдоль оси улавливателя и жестко связанный одним концом с его дном, а другим концом - с подложкой, измеритель 4 зарядов частиц. Кроме того, устройство

ел

о 1 ел

00 149

снабжено электромагнитным экраном 5, выполненным в виде второго стакана, который необходим для устранения внешних воздействий,

Устройство работает следующим образом.

Устройство размещают в аэродинамической трубе (не показана) открытым концом улавливателя к воздушному по- току, вводят в воздушный поток части- ЦБ аэрозоля, предварительно нейтрализовав их электрический заряд. Воздушный поток подхватывает частицы, и они соударяются с центральной частью торца подложки 1 (поверхностью соударения). При малой скорости потока частицы аэрозоля оседают на подложке. При увеличении скорости частицы начинают отскакивать от подложки и попадают в улавливатель 2. Поскольку частицы при ударе заряжаются, то начало отскока частиц от поверхности

т

соударения характеризуется появлением электрического сигнала в цепи измерителя 4 зарядов частиц, присоединенного к улавливателю 2, куда попадают частицы. Критическая скорость соударения частиц с твердой поверхностью, т.е. скорость, соответствующая началу отскока частиц, позволяет определить энергию Е адгезионного взаимодействия частиц

при ударе. Поскольку Е«

то

точность определения Е определяется

точностью определения У. ,

Если для определений параметров адгезионного взаимодействия частиц при их соударении с преградой использовать диск радиусом R, помещенный перпендикулярно скорости аэрозольного потока, то поле скоростей воздушного потока при обтекании диска имеет вид

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля при ударе о поверхность твердых подложек. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля путем выравнивания скоростей частиц аэрозоля в центральной части устройства и на его периферии. Устройство содержит подложку 1 в виде диска, улавливатель 2 частиц в форме стакана, стержень 3 для крепления на нем подложки, измеритель 4 зарядов частиц и электромагнитный экран 5 и размещается в аэродинамической трубе открытым концом к воздушному потоку. При малой скорости потока частицы оседают на подложке (поверхности соударения), а при увеличении скорости начинают отскакивать от нее и попадают в улавливатель. Решая систему уравнений движения частиц, определяют параметры (составляющие скорости удара частиц от подложки). При использовании подложки, диаметр которой по крайней мере в 5 раз меньше диаметра улавливателя, разброс скоростей частиц по сравнению с прототипом резко уменьшается. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Г°

при

где Uj, - скорость невозмущенного потока;

R - радиус диска (диск расположен в плоскости , а поток набегает со стороны отрицательных значений х).

Решая уравнение движения для частицы диаметром а и массой га в поле скоростей воздушного потока диска:

m R R dX 37a2 2Up dt 2Uodt

m R d у

dt R

dZ- dt

.

37a Uodt2- Uo

можно определить составляющие скорости удара частицы о диск.

При использовании данного устройства разброс скоростей резко уменьшается. Действительно, из кривой 2 фиг. 2 В1ОДНО, что если размер (диаметр) поверхности соударения в устройстве равен 4 мм, а наружный диаметр улавливателя равен 2 см, то раз брос скоростей соударения резко уменьшается (4,2-4,6 м/с). При этом разброс скоростей с ростом внешнего диаметра улавливателя уменьшается. Так, если наружный диаметр увеличить в 2 раза, то разброс также уменьшится приблизительно в 2 раза.

Формула изобретения

I, Устройство для измерения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля в аэродинамической трубе, содержащее размещаемую в аэродинамической трубе подложку в виде диска, предназначенную для соударения с частицаьш аэрозоля, улавливатель частиц и связанный с ним электрический измеритель зарядов частиц, отличающееся тем, что.

с целью повьшения точности, улавливатель частиц выполнен в виде стакана, в котором коаксиально заподлицо с его открытым торцом размещен диск, диаметр которого по крайней мере в 5 раз меньше наружного диаметра стакана, а устройство снабжено установленным вдоль оси стакана стержнем из электроизолирующего материала, жестко связанным одним концом с диском, а другим - с дном стакана,

tput I

10

lU

/

0,f

Фиг. I

0