Устройство для измерения скоростных характеристик двухфазного потока Советский патент 1978 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к области прикладной raaoBCrft динамики и физики плазмы и может быть использовано в измерктельнсА .технике, в частносга в технике измерения скоростных характеристик низкотемпературных плазменных двуя|)азных потоков, образованных при горении твердого топлива и истекающих с большой скоростью в условиях пониженного и атмосферного давления окружакицей среды.

Известно устройство для измерения скорости плазменного потока, основанное на фотографической регистрации движения частиц J1 . Однако этим устройством нельзя измерять скорость . потока в реальном масштабе времени (в ритме эксперимента).

Известно также устройство для измерения скорости плазменного потока в реальном масштабе времени, основанное на фотоэлектрической регистрации движения неоднородностей 2, состоящее из диафрагмирукяцего устройства, формирующего два узких пучка света

от исследуемого потока, разделяющего эти пучки света призмы, фокусирующих объективов, фотоэлектрических приставрк, блоков усиления и регистрации.

Недостатком известного устройства

является то, что с его помощью нельзя получить полной информации о скорости движения различных компонентов потока, при исследовании течений двух-

фазных сред, так как подобные устройства определяют скорость потока в целом, в то как скорости основных компонентов потока, например, газа и твердых частиц различаются между собой.

изобретения является повышение точности определения скоростных характеристик различных фаз потока, Это достигается тем, чтО( в предлагаемом устройстве между рааделяюшей призмой и диафрагмирующим устройством установлена каретка с пазом в своей нижней части и отверстиями, выполненными попарно вдоль вертикальней

оси каретки, в которых размешены

перпевдикулярно направлению потока узкополосные интенферинционные светофильтры, а также кривошип, валик которого расположен в пазу каретки, и электропривод, кинематически связанный с кривошипом t

На фиг. :1 приведена оптическая кинматическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - .общий вид экспериментальной установки.

ycTTK)iicTBC (фиг. 1) состоит из диафрагмирующего устройства 1, перемешающейся каретки с пазом 2, кршвошипа 3, редуктора с передаточными шестенями 4-7 электродвигателя 8, фотоэлек рических приставок (ФЭП) 9, фиксирую щих объективов 10, разделяющей приэмы 11.

Схема, реализующая предлагаемое устройство (фиг.2), кроме того, включает в себя генератор 12, камеру 13, узел спектрального делителя излучения 14, блок ФЭП 15, усилитель сигналов 16 и электронный осциллог раф 17.

Устройство работает следующшл образом.

После включения генератора 1.2 в камеру 13 происх:одит истечение плазменного потока, продукты сгорания которого последовательно пролетают две щели диафрагмирующего устройства 1, образующего совместно с разделяющей П1жзмой 11 оптические тракты регистрации. Оптическре излучение продуктов сгорания проходит через щели диафраг мирующего устройства 1, узел спектрального делителя излучения 14 и далее после разделяющей призмы 11 фиксируется объективами 10 на входньте

щели ФЭП 9. «Ьормирукщиеся электрические импульсы после усиления блоком 16 поступают на вход электрюнного осциллографа 17, работаклцего в ждущем режиме с многократным запуском от исследуемого сигнала.

Для раздельного выделения монохроматического излучения от газа и твердых частиц в оптические тракты регистрации вводят две пары шггерференционных светофильтров, каждая из которых прюпускает только узкую часть селеferHBHoro и сплошного сектора излуче- ; ния, -соответствующего раж1нчным фазам потока. Ввод фильтров осушествляется с помощью подвижной каретки 2, которая перемещается перпендикулярно оптической оси в вертикальной плоскости. Каретка с фильтрами посредством

паза и валика кривошипа 3 через редуктор, с помощью которого регулируется скорость перемещения каретки, связана с электродвигателем 8. Регулировка скорости осуществляется переключением ступеней редуктора. Если передача движения от двигателя 8 на каретку 1 идет через пару зубчатых колес 4,5, то скорость возвратно-поступательного движения каретки с фильтрами будет ускоренной по сравнению с передачей движения от двигателя 8 через пары зубчатых колес 7 и 5.

Подобное переключение скоростей достигается смещением вала двигателя, в результате которого, в одном случае, шестерня б выходит, из зацепления и передача движения идет через шестерни 4и 5, в другом случае, шестерня 4 выходит из зацепления и передача от двигателя к каретке идет через пары зубчать х колес 7 и 5.

Так как интерференционные фильтры ,установленные на подвижной каретке 2 в процессе измерения попеременно пропускают монохроматическое излучение определенной час1И участка сплолиного и линейчатого спектров, вызванного) соответственно твердой и газовой фаз продуктов сгорания, то на экране ос циллографа 17 поочередно будут появляться соответствующие пары импульсов, обусловленные пролетом неоднородностей твердых частиц и газа. По временному сдвигу между импульсами JH базовому расстоянию, которое задает.ся диафрагмирующем устройством, вычисляют скорость движения твердых частиц и газа исследуемого потока.

При использовании нейтральных фильтров наряду с интерференционными возникает возможность регистрации шггеп1&ального излучения от всего потока без раэделения по спектральным компонентам, т.е. измерения общей скорости потока.

Формула изобретения

Устройство для измерения скоросткьгх. характеристик двухфазного потока, образованного при горении твердотхэ металлизированноготоплива, содержащее послед вательно расположенные диафрагмирующее устройство, разделякнцую призму, фокусирующие объекты, фотоэлектрические приставки, блоки усиления и регистрации, отличающееся тем, что, с .целью повыщения точности определения скоростных характеристик раэличных фаз потока, в кем межау диафрагмирующим устройством и разделяющей призмой установлена каретка с пазом в своей нижней части и отверстиями, выполненными попарно вдоль вертикальной оси каретки, в которых размещены перпендикулярно направлению потока узкополосные икгерференцнонные светофильтры, а также кривошип, валик которого расположен в пазу каретки, и электропривод, кинематически связанный с кривощипом.

198616

.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Трохан А. М. Фотографическое исследование п)-льсаций в плазмотронах с воздушной стабилизацией. Г1МТФ, 5 1964, № 2, с. 16О-163.

2. ЕреминЮ. В., Трохан А, М.

Об измерениискорости плазменных

,jj струй. ПМТФ,1965, № 2, с. 8687.

Риг. /