Камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости Советский патент 1980 года по МПК G01M9/00 

Изобретение относится к разделу технической физики, а более конкретно к экспериментальной аэрогидродинамике и может быть использовано для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости при проведении лабораторных работ в ВУЗах и научных исследованиях. Известно устройство для визуализа- ции обтекания тел потоком водь1, содержащее гидроканал с прозрачными стенками и устройство для пульсирующей по- .дачи визуализирующего вещества - пузырьков водорода IJ. Известна камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости содержащая .канал с прозрачными плоскими стенками, входной участок в виде расширительной емкости, гребенку капилляров, установленную в срединной плоскости канала на выходе из емкости и соединенную с системой подачи визуализирующего вещества, и сливное устройство 2. В канале-зазоре устанавливается исследуемая Модель, через входноеустройство в зазор между прозрачными стенками подается рабочая жидкость (вода или глицерин), а через капиллярные каналы подкрашенная жидкость, образующая тонкие ламинарные струйки, визуализируюш:ие линии тока рабочей жидкости между стенками. Недостатком известной камеры является технологическая слрзкность ее изготовления, обусловленная необходимостью обеспечить очень тонкий зазор прозрачнь1ми стенками {порядка нескольких десятых долей миллиметра), что в свою очередь приводит к возможности размазывания струек красителя по стенкам камеры. Это требует тщательной шлифовки стекол, что практически невозможно в лабораторных условиях и тре бует высокого качества материала стенок Кроме того, известная камера не позволяет проводить исследования моделей, поперечное сечение которых не столь мало, что необходимо, например, для визуа- 3;. лизацнн обтекания моделей со вдувом или отсосом жидкостн с их поверкности. Целью изобретения является упроще ние технологии изготовления камеры и расширение ее эксплуатационных и 9кспе риментальных возможностей, повышение информативности нроводимых исследований. Поставленная цель достигается за сче того, что входной участок снабжен вые.тупом, образующим со стелками расшири тельной емкости лабиринтный канал. На фиг. 1 показана предлагаеШя камера в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид в плане. Корпус камеры состоит из двух прозрачных стенок 1 и 2, выполненных из органического стекла, разделенных прокладкой 3. К стенке 1 прикреплена емкость 4, например коробчатой формы, ко торая трубопроводом 5 через клапан 6 соединена с источником жидкости. На стенке 2 закреплен выступ 7, в теле ко торого выполнен канал 8, соединенный трубкой 9 через Клапан 10с емкостью 11 для подкрашенной жидкости. Выступ 7 с емкостью 4 образует лабиринтный канал 12;. Клапан 1О снабжен электромагнитным реле 13, которое подключено к мультивибратору 14 с вариатором 15. На выступе 7 установлены капилляры 16, соединенные с каналом 8 и расположенные в срединной плоскости зазора между стенками 1 и 2, которые скре лены с помощью, например, шпилек 17. Камера снабжена сливным ycтpoйcтвo 18с дренажными штуцерами 19с гибкими трубками 2 О. Между стенками 1 и 2 устанавливается модель 21. При открывании крана 6 жидкость по трубопроводу 2 поступает в емкость 4 и заполняет ее, вытесняя воздух через .дренажный штуцер 19. Пройдя через ла- бирИйтный канал 12 жидкость попадает в зазор между стенками 1 и 2, обтекает моделЪ 21 и стекает в сливное устройст во 18. После полного заполнения камеры жидкостью гибкие трубки 2 О пережимают и открывают клапан 10- Краска из емкости 11 поступает через канал 8- в ка пилляры 16, откуда в виде тонких ламинарных струек 22 попадает в зазор меж ду стенками 1 и 2, заполненный жидкостью, визуализируя таким образом ее линии тока. После того, как процесс обтекания модели 21 установится, вариатором 15 задают необходимый интервал срабатыBaHUs реле 13 и подают иагг|)ялш)1не на мультивибратор 14. Под восзпействнем периодических сигналов мультивг{братор.) реле 13 периодически открывает клапан Ю, в результате чего в ламинарных струйках 22 возникают утагпдения 23, по расстоянию меж/iy которыми оп)г г1оляют скорость потока вдоль линий тока. Применение емкости 4 с высту 1о( 7 позволяет увеличить зазор между столками 1 и 2 до 3-5 мм, за счет чего снижаются требования к качеству материала, из которого они изготовлены, так что их можно сделать, например, из органического стекла, что упрощает технологию изготовления камеры. Размазывание красителя по, стенкам прецотвращается за счет расположения гребенки капилляров в срединной плоскости зазора между прозрачными стенками 1 и 2 и увеличения ширины канала. Увеличение зазора становится возможным благодаря успокаивающему действию на поток воды лабиринтного канала 12. При этом становится возможным также исследование модеделей со вдувом или отсосом жидкости с поверхностг обтекаемой модели, так как при такой толщине модели выполнение в ней необходимых каканалов и подвод (отвод) жидкости становится не затруднительным. За счет этого повышается информативность проводимых исследований. Последняя повышается также за счет обеспечения возможности непосредственного измерения скоростей жидкости в линиях тока путем измерения расстояний между утолщениями ламинарных струек. Это можно выполнить путем фотографирования получен- ной картины обтекания модели. Формула изобретения Камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости, содержащая канал с прозрачными плоскими стенками, входной участок в виде расширительной емкости, гребенку капилляров, установленную в срединной плоскости канала на выходе из емкости и соединенную с системой подачи визуализирующего веш:ества, и сливное устройство, отличающаяся тем, что, с целью уп- рощения технологии изготовления- и расширения эксплуатационных и экспериментальных возможностей камеры, входной участок снабжен выступом, образующим