Способ определения скорости газового потока

Авторы патента:

G01P5 - Измерение скорости текучих сред, например воздушных потоков; измерение скорости твердых тел, например судов, самолетов и т.п., относительно текучей среды (применение измерителей скорости для измерения объема текучих сред G01F)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА, заключающийся в измерении разности давлений газа и последующем определений скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в неравновесньпс газовых потоках, в исследуемый поток дополнительно вводят газ, состоящий из молекул, на которых скорость релаксации молекул исследуемого газового потока меньше скорости собственной релаксации исследуемого гд гювого потока, :3 ЕйБЛй01сН измеряют разность статических давлений до и после зоны смеошвания, при этом расход подмешиваемого газа выбирают из условия Чрб 0,1 G где G - максимальный расход исследуемого газового потока, а скорость и неравновесного газового потока определяют из соотношения ( р ар ftp выбирается при М 1i знак где (Л - при М 1. знак а скорость звука в исследуес мом потоке газа, ЛР - измеренный перепад статиг ческого давления до и после зоны смешивания, F - площадь поперечного сечения канала с исследуемым газовым потоком М - число Маха..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Е (И) 3cS9 001 Р 500

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ

gp 0+1 2F aP

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3502415/18-10 (22) 18. 10. 82 (46) 07.07.84, Бюл. У 25 (72) А.Б.Британ, Н.Г.Гриднев, В.В.Попов и А.М.Старик (53) 532.574 (088.8) (56) 1. Дубнищев Ю.Н. и др. Исследование газовых сред; "Автометрия", 1975, 9 5, с. 47.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. M. "Наука", 1975, с. 145 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

ГАЗОВОГО ПОТОКА, заключающийся в измерении разности давлений газа и последующем определении скорости, отличающийся.тем, что, с целью повышения точности измерения в неравновесных газовых потоках, в исследуемый поток дополнительно вводят газ, состоящий из молекул, на которых скорость релаксации молекул исследуемого газового потока меньше скорости собственной релаксации исследуемого газового потока, измеряют разность статических давлений до и после зоны смешивания, lIpH этом расход подмешиваемого газа выбирают из условия

q„< 0,1С где С вЂ” максимальный расход исследуе-. мого газового потока, а скорость U неравновесного газового потока определяют из соотношения гпе знак "+" выбирается при М ) 1 знак "-". при М с 1. а вЂ” скорость звука в исследуемом потоке газа.

hP измеренный перепад статического давления до и после зоны смешивания, F вЂ” площадь поперечного сечения канала с исследуемым газовым потоком, М вЂ число Маха.

1 1101

Изобретение относится к области измерения параметров движения и может быть использовано для определения скорЬсти неравновесных газовых сред.

Известен способ определения скорости потока, заключающийся в запылении газового потока твердыми ,частицами, облучении запыленного потока лазерным излучением и определений скорости потока по сдвигу 10 частот зондирующего и принимаемого приемником излучения j1)..

Недостатком указанного способа является невозможность измерения с высокой точностью скорости неравно- 15 веского, например, колебательно неравновесного. газового потока. Для определения скорости потока в указанном способе необходимо запылить поток твердыми частицами. При этом в 20 результате колебательно-поступательной релаксации возбужденных молекул газового потока изменяются макроскопические параметры (температура, давление, скорость) и в конечном сче-25 те изменяется скорость уже срелаксировавшего, т,е. равновесного газа.

Наиболее близким к изобретению является способ, заключающийся в измерении разности давлений rasa и З0 определении скорости по измеренным значениям путем пересчета (2) .

Недостатком известноГо способа является невозможность измерения с высокой точностью екорости неравновесного газового потока.

Цель изобретения - повышение точности измерения в неравновесных газовых потоках.

741 3 а скорость U неравновесного газового потока определяют иэ соотношения (,а «Фа

2Р& Р

Цель достигается тем, что согласно способу определения скорости газового потока, заключающемуся в измерении разности давлений rasa и после. дующем определении скорости, в иссле-45 дуемый поток дополнительно, вводят газ, состоящий иэ молекул, на которых скорость релаксации молекул исследуе- мого газового потока меньше скорости собственной релаксации исследуемого 50 газового потока, измеряют разность статических давлений до и после зоны смешивания, при этом расход подмешиваемого газа выбирают из условия

q„40,1 С, 55 где С вЂ” максимальный расход исследуемого газового потока, где знак "+" выбирается при M y знак "-" при М а вЂ” скорость звука в исследуемом потоке газа

b,Р вЂ” измеренный перепад статического давления до и после зоны смешивания;

F вЂ” площадь поперечного сечения канала с исследуемым газовым потоком

M - число Maza.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит канал 1, по которому течет исследуемый гаэ 2, патрубки 3 для подмешивания к исследуемому потоку газа 4, расход которого известен, канал 5, в котором происходит перемешивание исследуемого неравновесного и .подмешиваемого газов (его площадь сечения F) датчики б давления, установленные до и после эоны смешивания.

Сущность способа определения скорости потока заключается в следующем.

К текущему по каналу 1 неравновесному газу 2 через патрубки 3, установленные в боковых стенках канала 1, подмешивают газ 4, состоящий из молекул, скорость релаксации молекул исследуемого газового потока на которых меньше (по крайней мере в 5 раз) скорости собственной релаксации. Причем расход этого газа (q ) известен и выбирается из условия ц р и 0,1 С, где G вЂ” максимальный расход исследуемого газового потока.

При перемешивании исследуемого 2 и подмешиваемого 4 газов в канале 5 происходит изменение газодинамичес.ких параметров течения, в том числе и статического давления. Причем,иэменение статического давления до и после зоны смешивания зависит от первоначальной скорости исследуемого потока неравновесного газа. Введение в неравновесный. поток молекул, на которых скорости релаксации молекул исследуемого газа много меньше скорости собственной релаксации, позволяет исключить влияние релаксационных процессов на изменение

3 1101741 4 статического давления в зоне смеши- личестве подмешиваемого газа q onpel

Р вания. Таким образом, в.данном деляется из соотношения способе измерение статического дав< а «+с с а -4Е ЬР) ления происходит непосредственно .I ф неравиовесном газе. Как уже ука-, 2Рьр

1 зывалось ранее, изменение статичес- где 0 вЂ” скорость исследуемого потока, кого давления при подмешивании до- ц „ вЂ” расход подмешиваемого газа; полнительного количества газа к по- а вЂ” скорость звука в исследуемом по" току зависит от его скорости. токе, hP ; измеренный перепад статиlO ческого давления до и после зоны

Поэтому, измерив перепад стати- смешивания; F вЂ” площадь канала, ческого давления до и после зоны по которому движется газ, знак "+" смешивания датчиками 6 можно опреде- соответствует сверхзвуковой М > 1, лить скорость неравновесного потока. знак "-" дозвуковой скорости М с 1.

Определение скорости по измеренному 1Б Изобретение позволяет определить перепаду давлений дР до и после с высокой степеньв точности скорость зоны смешивания при известном ко- неравновесного газового потока..

Составитель В.Назарова

Редактор Н.Данкулич Техред M. Гергель Корректор С.Шекмар.

Заказ 4757/29 Тираж 823 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

Способ определения скорости газового потока

Способ измерения спектра проекции завихренности пульсаций скорости в проводящих жидких средах // 1099285

Лазерный доплеровский измеритель скорости // 1099284

Способ измерения скоростных характеристик потока жидкости // 1093980

Устройство для измерения скорости течения в придонном слое // 1093979

Оптический доплеровский измеритель градиента скорости потока // 1093978

Способ измерения скорости // 1093974

Оптический доплеровский измеритель напряжений рейнольдса в потоке жидкости или газа // 1091076

Устройство для измерения интегральной скорости течения // 1084683

Способ измерений локальной скорости разреженных газовых потоков // 1081545

Способ определения скоростей в газовых и жидкостных объемах // 2101711

Изобретение относится к области технической физики, а именно к методам определения скоростей потоков газов и жидкостей в больших объемах, и может быть использовано в газовых средах, трубопроводах, при проектировании жилых и производственных помещений, нефте- и газохранилищ и т.д

Устройство для определения линии развития протяженной турбулентной аномалии с подвижного носителя // 2104521

Изобретение относится к исследованию гидрофизических полей и может быть использовано при проведении экологических исследований, в экспериментальной гидродинамике, океанологии и других областях техники, где требуется вести контроль состояния морской среды с подвижного носителя

Измеритель скорости потока // 2104555

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим измерителям потока сплошных оптических прозрачных сред (газа, жидкости и т.п.), основанных на доплеровских методах

Способ измерения скорости потока жидкости и устройство для его осуществления // 2104556

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения скорости потока токопроводящих и токонепроводящих жидкостей, в частности в нефтедобывающей отрасли при контроле работы нефтяных скважин

Измеритель скорости подводных течений // 2105985

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения средних скоростей в потоках жидкости в условиях гидроакустических и гидрофизических помех, например, в океанах и морях

Волоконно-оптический измеритель полей скоростей морских течений // 2105986

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гидроакустике и гидрофизике для контроля профиля скоростей морских течений

Приемное устройство термоанемометра // 2106638

Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для измерения скорости движения газовоздушных потоков

Способ измерения скорости потока и устройство для его осуществления // 2106639

Изобретение относится к измерению скорости потока как в трубопроводах, так и в открытых руслах и свободной атмосфере

Устройство измерения скорости потока // 2106640

Изобретение относится к измерению скорости потока различных сред как в трубопроводах, так и в открытых руслах и свободной атмосфере

Способ определения траектории вихревого движения газа // 2117298

Изобретение относится к технике определения параметров газовых потоков и может быть использовано для исследования сложных закрученных течений в вихревой трубе