Способ определения параметров потока жидкости

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ЖИДКОСТИ путем направления света в исследуемую область потока, приема рассеянного в исследуемой области света под двумя углами рассеяния и измерения его интенсивности, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, принимают рассеянный свет в двух плоскостях , одна из которых ориентирована перпендикулярно, а другая параллельно направлению потока под равными углами рассеяния, и по разности величин его интенсивностей судят о параметрах потока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(5l) (01 )) 21/51

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИф

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3425780/18-25 (22) 20.04.82 (46) 23.12.83. Бюл. М 47 (72) В.М. Филиппов (53) 535.242 (088.8) (56) 1. Филиппов В.M. Экспериментальное исследование возникновения и развития турбулентности в трубах и каналах. Труды ЦАГИ, вып. 2042, 1980.

2. Сысак В.М. и -др. Об изменениях со временем характеристик рассеянного света водной средой при ее гидродинамическом возбуждении. ЖПМТФ, 1972, )) 6 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ЖИДКОСТИ путем направления света в исследуемую область потока, приема рассеянного в исследуемой области света под двумя углами рассеяния и измерения его интенсивности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, принимают рассеянный свет в двух плоскостях, одна из которых ориентирована перпендикулярно, а другая параллельно направлению потока под равными углами рассеяния, и по разности величин его интенсивностей судят о параметрах потока.

1062574

10

55

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, в частности, к оптическим способам исследований структуры потока жидкости

Известен оптический способ исследования структуры потоков жидкости по рассеянию света. При осуществлении этого способа через исследуемую область среды пропускают световой луч, рассеянный в этой области свет отбирают под заданным углом и по его интенсивности, амплитудночастотному характеру судят о структуре потока (1) .

Наиболее близким к изобретению является способ исследования пото- 15 ка жидкости по рассеянию света путем направления света в исследуемую область потока, приема рассеянного в исследуемой области света под несколькими, например, двумя углами 20 рассеяния и измерения его интенсивности, по которой судят о параметрах потока (2j .

Недостатками известных способов являются снижение их чувствительности и точности из-за изменения средней концентрации рассеивающих свет частиц в исследуемой области и пульсации их числа по времени.

Недостатком является также нечувствительность к динамическому состоянию рассеивающей жидкости, при ,покое жидкости и устойчивом ламинарном течении характеристики светового потока остаются одинаковыми.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности оптического способа исследований потоков жидкости. 40

Эта цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в направлении света в исследуемую область потока, приеме рассеянного в исследуемой области света под дву--.45 мя углами рассеяния и измерении его интенсивности, принимают рассеянный свет в двух плоскостях, одна из которых ориентирована перпендикулярно, а другая паРаллельно направлению потока под равными углами рассеяния, и по разности величин его интенсивностей судят о параметрах исследуемого потока.

На фиг.1 приведена электроннооптическая схема для реализации способа, на фиг.2 — зависимость относительной величины средней по времени интенсивности рассеянного света в плоскости, ориентированной пе6пендикулярно () и параллельно (о ) направлению течения.

Осуществление предлагаемого

cпособа рассматривается на примере течения воды в стеклянном канале квадратного сечения с помощью электрической схемы (фиг,1).

Схема содержит источник 1 света с соответствующей фокусирующей системой формируют луч света 2, перпендикулярный стенкам канала и проходящий через исследуемую область 3, выбранную на оси. Свет, рассеянный в области 3, принимается под углом К в плоскости, ориентированной перпендикулярно направлению потока (оси канала) луч 4,и под углом 8 плоскости, ориентированной параллельно направлению потока луч 5 (К = P). Лучи 4 и 5 при помощи специальных оптико-механических систем (не приведены) поступают на фотоприемники, включенные в смежные плечи мостовой схемы. В случае покоя жидкости (скорость потока жидкости U = О) интенсивность луча 4 J< равна интенсивности луча 5 J < и средняя по времени величина выходного сигнала в измерительной диагонали б дЕ равна нулю. При ламинарном выходе жидкости из состояния покоя интенсивность луча 4 возрастает с ростом скорости потока U, а луча 5 — падает. Величина 6.Е становится отличной от нуля.

В случае известного способа определить находится ли жидкость в состоянии покоя или ламинарного течения невозможно, так как в отличии от предлагаемого способа изменения величины ЬЕ могут быть вызванЫ изМенением интенсивности проходящего светового луча, изменением рассеивающей способности жидкости и чувствительности схемы.

При турбулентном течении пульсации интенсивности лучей 4 и 5 находятся в противофазе, что приводит к увеличению сигнала в диагонали б в два раза по сравнению с обычной (не дифференциальной) схемой измерений.

Способ также нечувствителен к прохождению через исследуемую область частиц примесей, поскольку они в равной степени увеличивают интенсивности луча 4 и 5. В известных способах наличие частиц примесей в потоке практически исключает применение способа для исследований режимов и структуры течений. — — (Фиг 2) где 2 о средняя по времени интенсивность светового луча, рассеянного в плоскости ориентированной перпендикулярно течению; J — то же, в плоскости параллельной при скорости течения U; 3 — значение 3 при

О. В йриведенном случае переход ламинарного течения в турбулентное

1062574

Составитель С. Непомнящая

Техред A.Áàáèíåö Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Бобкова

Заказ 10209/44 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 начинается с U=10 см/с и завершается при U = 20 см/с.

Предлагаемый способ очень чувствителен к возникновению движения (к предельно малым скоростям течения). Уже при U а 0,5 см/с

Д< -У« Е = = 10%. В случае предД о варительных тарировок вида gE=f(U) способ может быть использован для измерения малых скоростей течения жидкости. При турбулентном режиме течения (U > 20 см/с) А Е = О,однако в отличии от состояния покоя мгновенное значение разностей 3,Е сильно колеблется по времени, достигая 20-30%. Амплитуда и частота этих колебаний обусловлены турбулентными неоднородностями потока, что позволяет судить о его микроструктуре.

Способ определения параметров потока жидкости Способ определения параметров потока жидкости Способ определения параметров потока жидкости 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения и предназначено для измерения распределения по размерам частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкости или газе, а именно для оперативного технологического контроля размеров различных нанопорошков при их производстве, в частности в химической и пищевой промышленности, в фармакологии, биологии и медицине

Изобретение относится к способу определения серной кислоты в присутствии органических кислот, может быть использовано в сульфатцеллкшозном производстве и позволяет повысить избирательность анализа по отношению к щавелевой кислоте

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройству для измерения концентрации взвесей и предназначено для исследования химических и физических, свойств жидких и газообразных веществ с помощью оптических методов

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования оптических неоднородностей жидких и газообразных веществ фотоэлектрическими методами
Наверх