Устройство для измерения скоростного напора Советский патент 1993 года по МПК G01M9/06 

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, а именно к средствам измерения скоростного напора газовых потоков.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения скоростного напора: на фиг. 2 - вариант выполнения обтекателя с заглушкой.

Устройство содержит эталонное тело 1, например цилиндрический стержень, закрепленный с помощью державки 2 на аэродмнамических весах (на чертежах не показаны). Эталонное тело 1 размещено с зазором внутри обтекателя 3, выполненного, например, в виде коаксиальной трубки. Обтекатель 3 эталонного тела 1 соединен с обтекателем 4 аэродинамических весов. Полость 5, образованная обтекателем 3 и донной частью эталонного тела 1, соединена с источником постоянного давления (на чертежах не показан). К полости 5 присоединен

датчик 6 давления. Передний торец обтекателя 3 может быть снабжен плоской заглушкой 7 с центральным отверстием 8 (фиг.2).

Для определения скоростного напора устройство устанавливают в потоке таким образом, чтобы центр переднегоЬреза обтекателя оказался в исследуемой точке, а его ось совпадала с направлением потока, Измеряют весами силу F, действующую на эталонное тело вдоль его оси, и давление Pq в донной полостм обтекателя. По этим данным определяют полное давление заторможенного потока РПОЛН. и скоростной напор q. Если эталонное тело вы,полнено в виде цилиндрического стержня, заключенного в коаксиальную трубку, причем отношения длины и радиуса стержня к внутреннему радиусу трубки соответственно равны 20:40 и 0,98:0,93, полное давление может быть рассчитано по формуле

РПОЛН. Р/л:гН + Рд,

где г и R - радиусы стержня и внутренний радиус трубки.

8 несжимаемом потоке в случае, если донное давление Рд равно статическому давлению потока Рст, устройство позволяет непосредстаенно измерять скоростной напор

q РПОЛН. - Рст F/ л: гН, . Наличие обтекателя около Эталонного тела 8 предлагаемом устройстве в отличие от известного позволяет устранить влияние набегающего потока MS боковую и донную поверхности эталонного тела. Измеряемая сила F зависит только от РПОЛН. и Рд.

Присоединение донной полости к источнику постоянного и достаточно низкого давления, например при М 1 к рабочей части аэродинамической трубы, позволяет учитывать Рд с необходимой точностью.

Указанные выше соотношения ге0.№трических размеров стержня и трубкь ограничивают пропускную способность кольцевого канала в пределах, не влияющих на величины язвлений Рполк. и Рд. Эти же соотношения обеспечивают стабилизацию

течения газа практически на всей длине канала, что позволяет учесть силу трения газа о боковую поверхность стержня (в формуле Д/1Я расчета РПОЛН Это выражается в том, что а нее входит произведение тг гР, а не л г . С целью устранения влияния неравномерности 3 распределении давления на переднем торце эталонного тела на торце обтекателя может быть установлена плоская заглушка. Площадь центрального отверстия на ней должна равняться площади поперечного сечения кольцевого канала между обтекателем и эталонным телом для того, чтобы пропускная способность отверстия была много больше пропускной способности кольцевого канала.

Изобретение позволяет расширить диапазон измерений скоростного напора и может быть использовано для измерения как в сплошной среде, так и в разреженном потоке. Оно существенно повышает точность измерения скоростного напора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТНОГО НАПОРА, содержащее эталонное тело, закрепленное на аэродинамических весах, размещенных внутри обтекателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, эталонное тело размещено внутри обтекателя с зазором, а полость, образованная обтекателем и ДОННО.Й частью эталонного тела. соединенз с источником постоянного давлений. 2,Устройство поп.1,отличающеес я тем, что эталонное тело выполнено в виде цилиндрического стержни, а обтекатель - а виде коаксиальной трубки, при этом отношения длины и радиуса цилиндрического стержня к внутреннему радиусу трубки равны 20:40 и 0,98:0,93 соответственно, 3.Устройство поп.1.отлмчающеес и тем, что обтекатель снабжен плоской заглушкой с центральным отверстием, ппощадь которого равна площади поперечного сечения канала между обтекателем и эталонным телом.