СПОСОБ И ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ В ТРУБАХ Советский патент 1927 года по МПК G01F1/06 

Предлагаемый способ основан на местном изменении давления в протекающей среде в каком-либо участке трубы, создаваемом вводимой в среду лопастью, движущейся в одном с ней направлении, под воздействием внешнего источника энергии, в случае, если скорости движения среды и лопасти не равны, - и приведении разности давлений впереди и позади лопасти к нулю, регулировкой скорости ее движения, до момента совпадения ее скорости со скоростью среды, каковой момент тем самым определяет абсолютную скорость последней.

На фиг. 1 изображен схематически вид спереди прибора, служащего для осуществления этого способа; на фиг. 2 вся установка изображена в боковом виде, частью в разрезе, и на фиг. 3 изображен манометр.

Прибор состоит из отрезка трубы А (фиг. 1 и 2) с примыкающим к ней кожухом В с кольцевым каналом. В кожухе В на оси С твердо закреплено колесо с лопатками D, расположенными в кольцевом канале. При вращении колеса часть лопаток входит в трубу А.

С осью С лопастного колеса, вращающегося на опорах Е и F, соединен муфтой G (фиг. 2) электродвигатель II постоянного или переменного тока, малой мощности, позволяющий при помощи реостата изменять число оборотов в широких пределах.

На противоположном конце своей оси электродвигатель несет оправу J с резиновой шайбой. Такою же оправой снабжена ось прибора K, присоединяемого для производства отсчетов к оси электродвигателя и лопастного колеса.

Оправа J с резиновыми шайбами является в этом случае соединительной муфтой трения.

Прибор K состоит из соединенных на одной оси секундомера K₁ и счетчика оборотов K₂. При помощи рукоятки L прибор K может быть придвинут к оси электродвигателя до соприкосновения резиновых шайб. В этом случае на приборе K можно отсчитать: 1) время его соединения с осью электродвигателя и 2) число оборотов оси за время присоединения.

На фиг. 3 изображен обычной конструкции коленчатый ртутный манометр М, концы трубок которого m₁ и m₂, соединяются гибкими трубками с отверстиями n₁ и n₂, расположенными на трубе (фиг. 1) по обеим сторонам лопастного колеса.

Действие прибора заключается в том, что если по трубе А проходит с известной скоростью воздух или пар, то лопастное колесо приходит в быстрое вращательное движение, увлекая за собой и электродвигатель. На коленчатом манометре М мы увидим при этом некоторый перепад давлений (разность высот), свидетельствующий о том, что вращающееся колесо представляет известное сопротивление движению газов. Скорость лопаток будет при этом менее скорости движения газа в трубе.

Если ввести в электродвигатель ток в таком направлении, чтобы электродвигатель вращался в ту же сторону, как и колесо, тогда, регулируя реостатом подаваемую в электродвигатель энергию, легко достигнуть того, что разность давлений на манометре обратится в нуль, следовательно, в этом случае колесо не будет представлять сопротивления движению среды, что возможно только при условии, если скорость движения лопатки колеса в трубе будет абсолютно равна скорости движения самой среды. Энергия, вводимая в электродвигатель, компенсирует всю вредную работу, как-то: трение в подшипниках, потерю в самом электродвигателе и т.п.

Придвигая прибор K до соприкосновения резиновых поверхностей оправ J, отсчитываем на нем время и число оборотов.

Таким образом, зная время в секундах t, при числе оборотов = N и при радиусе колеса = R в метрах, линейная скорость движения среды в метрах в секунду получается по формуле:

Зная скорость V и диаметр трубы, находим величину об′емов прошедшего газа, пара или жидкости, а зная их плотности, определяем вес прошедшей среды.

1. Способ определения скорости течения газа или жидкости в трубах, характеризующийся тем, что помещенную в движущуюся газовую или жидкостную среду лопасть приводят, затрачивая внешнюю энергию, в движение в направлении движения среды с такою скоростью, чтобы разность давлений впереди и сзади лопасти равнялась нулю, что и должно служить указанием на то, что скорость движения лопасти равна скорости течения газа или жидкости.

2. Для осуществления охарактеризованного в п. 1 способа прибор для определения скорости течения газа или жидкости, отличающийся тем, что он состоит из патрубка A и примкнутого к нему кожуха В, содержащего в себе лопастное колесо D, ось С которого соединена с электродвигателем II и счетчиком оборотов K₂ с секундомером K₁, патрубок же А снабжен по обеим сторонам лопастного колеса D отверстиями n₁ и n₂, служащими для присоединения обоих колен m₁ и m₂ коленчатого ртутного манометра М, служащего для установления отсутствия перепада давления.