Способ определения скорости газового потока Советский патент 1991 года по МПК G01P5/20 

1

(21)4475905/10

(22)23„08„88

(46) 30.03.91. Бюл. IP 12

(71)Институт тепло- и массообмена им„ А.В. Лыкова

(72)А„Яо Венгер и А.Д.Якимович

(53)532.57(088„8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 710005,-G 01 D 5/20, 1980,

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров газовых потоков. Целью изрбретения является определение профиля скорости газового потока о На исследуемый поток ортогонально его движению направляют поток частиц различного размера с известными скоростями и измеряют отклонения от первоначального направления частиц различного размера По полученным результатам и известным физическим параметрам частиц и потока рассчитывают профиль скорости.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров газовых потоков в газодинамике и плазменной технике,.

Целью изобретения является определение профиля скорости газового потока

Способ осуществляют следующим образоМо

В щель, прскрывающую сечение потока, вводят полидисперсные частицы материала, плотность которого известна. При небольших скоростях частицы просто ссыпают в щель Если скорость потока высока, частицы ускоряют в кювете или вводят с помощью импакто- ра. Определяют скорость частиц в момент их входа в поток .

С другой стороны потока располагают пластину, на поверхность которой нанесен клеющей слой Для лучшего прилипания твердых частиц к пластине применяют неотвердевший желатин, глицерин, по лизобутен или смесь канифоля с касторовым маслом.

Для получения надежных экспериментальных данных необходимо, чтобы частицы не уносились потоком, а попадали на пластину, что достигается подбором скорости ввода частиц в поток, которая зависит от скорости потока, размеров частиц, размеров потока и расстояния между пластиной и потоком Требуемые скорости ввода удобней всего подобрать экспериментальным путем. Расчет всех возможных практических случаев определяет диапазон оптимальных скоростей ввода v (0,1-10)VnoTOttJ причем в большинстве случаев v « к VnoTOKQ С помощью микроскопа определяют размеры частиц и их координату на пластине о

Полученные экспериментальные данные используют для расчета профиля скоростей

Для каждой частицы записывают уравнение Ньютона в виде

(Л

оэ со

00

с& со

ел

A -f (r,p,, v,, x, y);. d)

f((V - v,, ), r,p,, x, у), 5

dvii &

У| v« IT

p.

r

У

где m - масса частицы;

перпендикулярная потоку составляющая скорости частицы; параллельная составляющая; скорость потока в данной точке;

плотность газа; радиус частицы;

х, у - координаты частицы на пластине

Так как систему уравнений (1) можно записать для каждой частицы, появляется возможность получения лкь бого количества нелинейных уравнени описывающих взаимодействие частиц и потока, т.е„ переопределения системы уравнений, что по результатам одного эксперимента позволяет не только определить все искомые велич ны, но и проконтрс полученных данных.

0

5

0 5

Решение системы уравнений проводят итерационным методом на ЭВМ до наилучшего совпадения рассчитанных положений частиц на регистрирующей пластине с измеренными„

Формула изобретения

Способ определения скорости газового потока, заключающийся в направлении на исследуемый поток ортогонально его движению потока частиц, измерении отклонения потока частиц от своего первоначального направления под действием исследуемого потока и определении по этому отклонению скорости потока, отличающийся тем, что, с целью определения профиля скорости газового потока, на исследуемый поток ортогонально его движению направляют поток частиц различного размера с известными скоростями, а отклонения потока частиц от своего первоначального положения измеряют для каждого из размеров частиц.