Способ определения скорости жидкостного потока Советский патент 1982 года по МПК G01P5/02 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЖИДКОСТНОГО ПОТОКА

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано цля опрецеления скорости потока жидкости.

Известен способ аналогичного назначения, основанный на поцвоцной киносъемке окрашенных объемов жидкости С 1

Недостатком ценного способа является невысокая точность, связанная с тем, что за время измерения окрашенные обьемы жидкости успев.ают либо диссинировать под цействием диффузионных процессов, либо выйти из поля зрения съемочной камеры.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения скорости жидкостного потока путем введения в исслеауемую среду через трубчатый инжектор меченного обьемв жидкости нейтрал1 1гой плавучести гипрофобиой относительно исслеауемой жидкое;ти и кино-фоторегт страции поведения МРЧОННОГО fXiboма 2.

Недостатком известного способа является сравнительно невысокая точность измерений скорости, связанная с погрешностями осреднения скорости движения меченного объема на базе измерения. Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе заключающимся во введении через трубчатый инжектор

10 меченного объема жидкости нейтральной плавучести гидрофобной относительно исследуемой жидкости и киио-фоторегистрации поведения меченного объема, измеря,5 ют рааиус свободного дрейфующего моченного обьема1в жидкости и определяют скорость жидкостного потока по формуле

v-fV

(1)

10

Сх Р

гпе V - cKopix-Tb жиикпотиого погпкп; Р - плотность жиаког-ти; R - рациус СБобоцно дрейфующего меченного объема; h - рациус трубчатого инжектора; Q - коэффициент поверхностного натяжения, межцу жиакостью ме ченного объема и трубчатым инжектором; С - постоянная Кармана. Существо способа заключается в том что в жнцкости образуют каплю, подавая окрашенную жиакость, состоящую, нагфимер, из глицерина, четыре)е)слорис-. того углероца и фпуоресцеина . с плотнос тью смеси равной плотности жиакости и гиорофобной относительно ее, измеряюг, например, с помощью фотосъемки и пес- лецуюшей фотограмметрической обработк снимков, рациус оторвавшейся от трубчатого инжектора и свободно црейфующей окрашенной капли и определяют по формуле ( 1) скорость потока. Формула (I) вытекает из равенства силы гидродинамического напора течения f рц ип окрашенную жидкую каплю, образующейся на выходе трубки, if, с сипами поверхностного натяжения межцу окрашенной жидкостью и трубчатым .инжектсфом |,,ц М г Поск ольк у .. - С Р , Г.Нч На чертеже прецставлена схема установки цля измерения скорости течения жидкости, поясняющая предлагаемый спо соб. Схема установки включает жидкость 1 скорость которой измеряется, емкость 2 с окрашенной жидкостью, выходная трубка 3 инжектора, окрашенная капля 4, фотографическое устройство 5. Измерение скорости течения жидкости I производят следующим образом. Окрашенная жидкость из емкости 2 под избыточным давлением не более I 10 Н/м подается в выходную трубку 3 с радиусом порядка I мм, ориентированную поперек направления распрост ранения течения. На конце трубки начинает нарашиваться жидкая капля 4. В момент равенства сил гидродинамического напора течения на жидкую каплю и по верхностного натяжения межау стенками выходной трубки и жидкой каплей, последняя отрывается и начинает дрейфовать вместе с течением. В момент отрыва жиокой капли производят съемку фотографическим устройством 5. С помощью последующей фотограмметрической обработки снимков измеряют радиусы окрашенных капель и по формуле ( I) определяют скорость течения жидкости. Оторвавшаяся окрашенная капля вследствие гидрофобноети сохраняет свою сферическую форму и при фотограмметрической обработке ее размеры определяются с большей точностью, чем аналогичные решения, в которых в качестве индикатора исполззуются гидрофильные смеси. При измерении малых скоростей течения в открытых водоемах и гицролот ках обеспечивает достаточно высокую чувствительность и точность. Формула- изобретения Способ определения скорости жидкостного потока путем введения в исследуемую среду через трубчатый инжектор меченного объема жидкости нейтральной плавучести гидрофобной относительно исследуемой жиакости в кино-фоторегистрации поведения меченного объема, о т л и чающийся тем, что, с целью повьоиения точности, измеряют радиус свободно дрейфующего меченного объема в жидкости и определяют скорость жидкостного потока по формуле v-iV гае Y - скорость жидкостного потока, р - плотность жидкости; R - радиус свободно дрейфующего меченного объема; У - радиус трубчатого инжектора; СГ - коэффициент поверхностного натяжения между жиакостью меченного объема и трубчатым инжектором; GX - постоянная Кармана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Жуков Л. А. и др. Исследование турбулентной диффузии в море по данным подводной киносъемки. - Труды Ленинградского гидрометеорологического института. Вып. 2О. Л., 1965. 2.Тет1(1И 5. АР tecliniq,ue to pjio toprapVi par-ticte IM motio i- Rev.Sci Dnstrum ,-1972. ,4 Ъ , прототип).