Устройство для измерения температуры торможения газового потока

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведений экспериментов в аэродинамических трубах. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения влияния направления газового потока. Устройство содержит державку 1. На державке } закреплена камера торможения с термочувствительным элементом 4 внутри. Камера торможения вьтолнена в виде двух концентрично установленных проницаемых оболочек 2 и 3. Пространство между оболочками 2 и 3 заполнено сыпучим материлом 5, коэффициент заполнения которого меньше единицы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19? (1! ? а)4 G01 К 1302

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4227150/24-) 0 (22) 10. 04. 87 (46) 07.11.88. Бюл. У 41 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Института технической механики АН УССР . (72) А,Д. Чаплиц и А.Н. Кулаков (53) 536.53{088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

В 1167451, кл. G 01 К 13/02, )-984.

Преображенский В.В. Теплотехнические измерения и приборы.-N.: Энергия, 1978, с. 253-254. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕ".. РАТУРЫ ТОРМОЖЕНИЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике.-и может быть использовано при проведении экспериментов в аэродинамических трубах. Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения влияния направления газового потока. Устройство содержит державку 1. На державке ) закреплена камера торможения с термочувствительным элементом 4 внутри. Камера торможения выполнена в виде двух концентрично установленных проницаемых оболочек 2 н 3.

Пространство между оболочками 2 и 3 заполнено сыпучим материлом 5, коэффициент заполнения которого меньше единицы. 3 ил.

1435963

Изобретение относится к,измерительной технике, а именно,к .устройствам контроля температуры торможения газовых потоков, напримео, при проведении экспериментов в аэродинамических трубах.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения влияии направления газового потока. 1р

На фиг. I показано устройство,продольный разрез", на фиг. 2 и 3 — схеМы обтекания исследуемой средой каМеры торможения газового потока.

Устройство для измерения темпе- 15 ратуры торможения газового потока (фиг, 1) состоит из державки 1, на которой концентрично установлены две проницаемые оболочки 2 и 3, Оболочки можно выполнить, например, из 2О металлической сетки. Величину ячеек сетки следует подбирать, учитывая свойства и характеристики сыпучего материала. Оболочки можно выполнять с разъемом по диаметральной (эквато- 25 риальной) плоскости. При монтаже половины оболочек можно соединить точечной сваркой, пайкой или склейкой (к точности изготовления оболочек не предъявляется высоких требова- 3О н й), В державке 1 расположен термочувствительный элемент (термопара) 4, Цолость между оболочками заполнена сыйучим материалом 5, в качестве

3S которого можно применять, например, измельченный пенопласт, золу, грануjga или шарики самых различных веществ, при этом шарики могут быть любого размера. Известен способ получения 4О шариков путем дробления струи с последующим отверждением материала, при этом шарики получаются с небольшим разбросом по диаметру. Изготавливать шарики можно из многих орга- 45 нических и неорганических веществ с малым удельным весом, например из полистирола. Изготовленные с минимальным разбросом по диаметру шарики, например, диаметром 0,15 мм могут служить идеальным сыпучим материалом для оболочек из сетки с ячейками О, 1 мм. При использовании указанной технологии получения мелких шариков . ровного диаметра можно получать сыпучий материал любой дисперсности.

Для засыпки материала в державке можно сделать закрываемое отверстие

6. Поло с ть между о б олочк ам и з аполняется сыпучим материалом не до конца

Ф с оставлением свободного пространства (каверны) 7. Основное требование к сыпучему материалу — размер частиц не должен превышать размер ячеек в сетке оболочки. В случае использования .в качестве оболочек пористых или иных проницаемых тел требования к сыпучему материалу снижаются.

При отсутствии потока воздуха свободное пространство 7 находится в верхней части полости между оболочкаМИ.

Устройство работает следующим образом.

При отдуве приемника в исходном состоянии газовым потоком большой скорости у передней точки сферы поток тормозится и в нем возникает давление, равное

1". м) „

+ p ) где ы„- скорость набегающего потока;

P - давление набегающего потока; — плотность набегающего потока.

За сферической камерой торможения (наружной оболочкой 2) возникает донная область 8, давление в которой близко к P

Наружная оболочка 2 (сетка) не препятствует протеканию газа и поэтому под воздейсТвием давления набегающего потока сыпучий материал в передней точке уплотняется, раздвигается.

В нем образуется каверна 9. При этом каверна 7 несколько уменьшается.

Со стороны газового потока на сыпучий материАл в передней полусфере действует распределенная сила, у которой всегда имеет место тангенциаль. ная составляющая (фиг. 2). Под ее воздействием верхняя каверна 7 заполняется, а спереди перпендикулярно вектору скорости образуется новая каверна 9.

Образование приемной передней каверны происходит следующим образом.

Допустим, задняя полусфера приемника (фиг. 3) непроницаема, а в.передней полусфере в сыпучем материале образовалась строго ориентированная каверна. Плоскость ее торца перпендикулярна направлению потока. Теперь допустим, что одну сторону каверны нарастили она выступает над прежней плоскостью ориентации. На

l4359

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры торможения газового потока, содержащее шарообразную камеру торможения, закрепленную на державке, и термочувствительный элемент, расположенчый внутри- камеры торможения, о т

Варьируя зазором между оболочками, л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цевидом и характеристиками сыпучего ма- 4О лью повьппения точности измерения путериала и коэффициентом заполнения . тем исключения влияния направления полости, можно обеспечить требуемое газового потока, камера торможения соотношение входного и выходного про- выполнена в виде двух концентрично ходных сечений. После образования ка- установленных проницаемых оболочек, верны 9 (фиг. 3) газ через нее и ячей- 45 пространство между которыми заполнено ку в сетках поступает внутрь камеры сыпучим материалом, с коэффициентом торможения. Газ омывает термочувстК заполнения К = — (, где 7, — объем вительный элемент 4 и выходит через V неплотности в сыпучем материале в дои" -сыпучего материала; V — объем полосную область 8 за устройством.., ти между оболочками. этот выступ действует тангенциальная и радиальная сила со стороны потока.

Тангенциальная сила стремится рассыпать,выступ, а радиальная сила сози .5 дает подвижность, некое подобие кипящего слоя

Следовательно, под воздействием двух указанных сил предполагаемый выступ будет занимать неустойчивое положение до тех пор, пока его частицы равномерно не распределятся по окружности каверны и каверна снова не займет строго ориентированное положение.

Допускается некоторый скос ориентации приемного отверстия без ухудшения точности измерения, Так, для продольно обтекаемых термоприемников изменео ние угла атаки в пределах +20 не оказывает влияния на коэффициент восста- 2п новления. При имеющихся значениях давления и скорости потока в аэродинамических трубах вес сыпучего материала не дезориентирует каверну.

Под воздействием тангенциальной силы, действующей на свободную поверхность каверны, сыпучий материал уплотняется и прочно фиксируется между оболочками. 30

Дальнейшая работа устройства аналогична работе, например, известного продольно обтекаемого термоприемника с цилиндрической камерой торможения.

Разница заключается лишь в том, что заднее отверстие заменено неплотностями в сыпучем мaòåðèàëå.

63

При изменении направления потока точка с максимальным давлением на поверхности приемника образуется в другом месте, с сыпучим материалом происходят описанные процессы, свободная от сыпучего материала зона (xaeep a) образуется в другом месте, но ее плоскость нормальна к вектору скорости газового потока.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет повысить точность и достоверность измерения температуры торможения за счет исключения влияния направления газового потока, замерять температуру торможения в газовых потоках, направление которых неизвестно, снизить требования к точности изготовления частей приемника. Это следует из того, что входная каверна в сыпучем материале устанавливается в требуемом месте (по нормали к вектору скорости потока).

В целом использование предлагаемого устройства позволяет сократить трудоемкость и сроки проведения испытаний при исследовании процессов с изменением направления скорости газового потока.

1435963

Составитель Л. Балянина

Техред М.Дидык

КоРРектоР О. Кравцова

Редакт ор Н. Тупица

Заказ 5635j40 Тираж 607 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4