1: , Изобретение относится к измерительг ной технике и может быть использовано для измерения скорости ncvroKOB.raaa при давлении порядка 50 тор. Известны способы измерения скорости с помощью освещенных илисветящй.хся частиц, вводимых в поток газа я фото графируемых на темном фоне 13. По отдельным трекам, получаемым на фотопленке, измеряет скорость потока газа..,.. Основным недостатком способов, основанных на введении частиц в поток, является И.Х инерционность, т.е. макрочастицы всегда несколько отстакпг от потока, и этот недостаток усугубляется с уменьшением давления газа. Известен.способ измерения скорости посредством трассирования газового потока ионами t2, заключающийся в том, что создают очаг ионизации с помощью пучка электронов, х. частиц, рентгеновскими лучами или электрической искро и плазменное облако регистрируют металлической пластинкой по индуцированному положительному импульсу напряжения. Недостаток этого способа заключается в егомалой точности, определяющейся значительным размером плазменного облака, образующегося при импульсном энерговыделении за счет разлета и дальнейшей диффузии плазмы. Локальность плазменного облака ухудщается с умень- ше1шем давления газа. Кроме этого, импульсное энерговыделение, образование плазменного облака и даже ударной ьолны в газе приводит к изменению термодинамического состояния измеряемой среды, что приводит к систематической ошибке, которую трудно учесть. Известен способ измерения скорости, где используют зависимость .тока какоголибо разряда: таунсеЕЩовского, коронного или тлпющего от скорости газового потока {3. Точность этого способа ограничи- вается степенью адекватности используемой теории, и ,поэтому необходима тарировка, которая не Bcerj:ia может быть осуществлена в конкретнык условиях эксперимента. : Известен способ измерения скорости потока газа низкЬй плотности, взятый за прототип flj. Способ основан на использовании явления послесвечения распадающейся плазмы, образующейся при импульсном электрическом разряде. Послесвечение определяется при импульс ном :электрическом разряде. Послесвеч©ние определяется процессом электронионной рекомбинации, который на поздних стадиях распада плазмы характеризуется низкими значениями концентрат ций (пе ( J-O см ) и равновесным значениями температур, близкими к тем пературе окружающего газа. Ионы ввиду равенства марс и газодинамических сечений столкновения С атомами идеально следят ,за с|Ьростью потока, а от стаивание элекТрй йов не превьшает дебаевского радй| |Ьа экранирования. Основным нед фтатком способа являе ; ся низкая точнойть измерения скорости из-за большой протяженности метки, определяющейся отнощением вьшеливщей ся энергии к давлению Е/р. Так, в упомянутой работе характерная протяженность метки оценивается величиной 1 - 0,3 м. С увеличением энергии и уменьщением давления газа Протяженнос .метки будет увеличиваться и. увеличиваться и соответственно будет падать точ,ность измерений. Целью изобретения является повышение точности определения скорости пото ка газа... Поставленная цель достигается тем, что возбуждают одновременно два иден тичных локализованных импульсньк разряда на расстоянии друг от друга/ не превышающем расстояния, определяемого из соотношения: ГГО- -Е -.)/ f Гр - размер начальной зоны энерговьщеления: 00 характерная длина разлета плазмы в нейтральный газ при времени t энергия, выделившаяся в г зе при импульсном разряде начальное давление газ&, -показатель адиабаты, А 2S;7te 4,3:7С ; -площадь, м .: длина, MJ N 4j 3; 2 7 4 соответственно для плоской, цилиндрической и сферической геометрии разряда, и формируют упомянутую метку в виде теневой области, образующейся в результ&те взаимодействия двух светящихся меток, возникающих при импу ьсных разрядах, и судят о скорости потока газа по скорости Движения теневой области. На фиг. 1 представлено устройство, . с пЬмощью которого реализуется пред-глагаемый способ определения скорости потока газа| на фиг. 2 представлена r-t диаграмма, поясняющая процесс формировайия метки в виде теневой области. Устройство содержит стеклянную трубу 1, в которой создается поток газа, индуктор 2 в точке О, индуктор 3 в точке г , фотоэлектронные умножители 4 и 5 в точках РЗ и г . Два индуктора 2 и 3 совершенно идентичны и входят в состав идентичных колебательных контуров, не показанных на фиг. 1. Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. Импульсные индукционные разрядьг в плоскостях с координатами О и г произл.- 2 водятся одновременно, но за до прихода импульсного потока газа в плоскость с координатой /2, так используются лишь поздние стадии послесвечения для формирования ; теневой области. Каждый импульсный разряд приводит к .формированию симметрично расходящихся ударнььх фронтов 6,7 и 8,9, а также плазменньгх контактных поверхностей 10, 11. и 12, 13, которые в первом приближении можно рассматривать как плоские. Для формирования теневой метки имеют значение только фронты и потоки, движущиеся навстречу друг другу (7,8 и 11, 12), которые на фиг. 1 и фиг. 2 обозначеНь как SQ SQ и Ч Со . Взаимодействие двух идентичных ударных волн и контактных поверхностей происходит следующим образом. Встречные ударные Волны при взаимодействии Ослабляются, в результате чего наклЬн прямых увеличивается (символы S и 5 на фиг. 2). Затем каждая из ударных волн взаимодействует с контактной поверхностью, в результате чего происходит дальнейшее ослабление ударных волн (символы Sg и S , а контактные поверхности остагшвливаются, или почти останавливаются (символы С, и С ) на расстоянии дг причем, расстояние определяется началь-
ными условиями; мощностью разрядов, давлением и величиной г. . Для того, чтобы произошло взаимодействие, необходимо выбрать начальное расстояние 1, меньше, чем удвоенная длина разлета плазмы для выбранной мощности энерговьщеления. Оценить расстояние Г( можно при предположении о мгновенном выделении энергии разряда и последующем аДйабатическом расширении плазмы в нейтральный газ.
Из соотношений const -у-.ч,. где Р„ - начальное давление газа в объеме VQ при энерговыделении Е о ,, можно оценить линейный размер расширившейся плазмы, при времени Eo(J-«) HU-.) L Q - начальный линейный ра..;мер з где r,ны энерговьщеления: показатель адиабаты, приняты одинаковым для плазмы и ней трального газа: начальное давление газа: AU 29; ЯР ; 4/3А ; N2 площадь, м : длина, м; 1; 2; 3 соответственно для плоской, цилиндрической и сферической геометрии разряда. Следовательно, при определении начального расстояния г менсау разрядами должно соблюдаться условие ,йо. Диаграмма на фиг. 2 носит-идеализи рованньй характер. В реальных условия.х происходит затухание ударных волн и замедление движения плазменных фронтов. Поэтому отрезки S и С на реальной диаграмме будут не прямыми, а кри выми, монотонно Ьозрастающими по оси t. . Формула изобретени Способ определения скорости потока газа при давлении порядка 10 - 50 то
основанный на слежении за скоростью метки, формируемой посредством
. импульсного разряда в газе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения скорости, возбуждают одновременно два идентичных локализованных импульсных разря. да на расстоянии друг от друга, не превышающем расстояния, определяемого из соотношения:
ifralt ilokdjr/
г, 2 г. 1 AW. РОJ де г„ - размер начальной зоны эиергохарактерная зона разлета плазмы в нейтральный газ при времени t - х ; энергия, выделявшаяся в Газе при импульсном разряде; PQ - начальное давление газа; - показатель адиабаты; 4/3 3t ; S - площадь, - длина: N - 4, 3 и 2 соответственно для плоской цилиндрической и сферической геометрии разряда формируют метку в виде теневой бласти, образующейся в результате заимодействия двух светящихся меток, озникающихпри импульсных разрядах, о скорости потока газа судят по скоости движения теневой области. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ; 1.Сб.Физические измерения в газо- ой динамике и при горении . «- Иностраная литература, М., с. 127. 2.Там же, с. 124. 3.Там же, с. 13О. 4.. Кабанов Г. Л.,Николаев В. А. б. Проблемы физической оптики и етрологии, изд-во ВНИИФТРИ, М., 976 (прототип).
717e60
,
.
