Устройство для измерения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля в аэродинамической трубе
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля при ударе о поверхность твердых подложек. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля путем выравнивания скоростей частиц аэрозоля в центральной части устройства и на его периферии. Устройство содержит подложку 1 в виде диска, улавливатель 2 частиц в форме стакана, стержень 3 для крепления на нем подложки, измеритель 4 зарядов частиц и электромагнитный экран 5 и размещается в аэродинамической трубе открытым концом к воздушному потоку. При малой скорости потока частицы оседают на подложке (поверхности соударения), а при увеличении скорости начинают отскакивать от нее и попадают в улавливатель. Решая систему уравнений движения частиц, определяют параметры (составляющие скорости удара частиц от подложки). При использовании подложки, диаметр которой по крайней мере в 5 раз меньше диаметра улавливателя, разброс скоростей частиц по сравнению с прототипом резко уменьшается. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (su 4 С 01 1 19/04 и . .цццц атЬЛт>,а 1 К. ..ЧАКАН
E,rib)!l :0 1 Е:, А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ Ц ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4367599/25-28 (22) 25.01.88 (46) 30.08.89. Бюл. И - 32 (71) Институт физической химии
АН СССР (72) Н.С. Михович, В.М. Иуллер, В.Н. Корпусов и Ю,П, Топоров (53) 620. 179. 4(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
iI !229658, кл. С 01 N 19/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТР0В АДГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ЧАСТИЦ АЭРОЗОЛЯ В АЭРОДИНАпИЧЕСКОЙ
ТРУБЕ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения параметров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля при ударе о поверхность твердых подложек. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров адгезионного нзаимодействия частиц аэрозоля путем выравнинаИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения параметрон адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля при ударе о поверхность твердых подложек.
Целью изобретения является повышение точности измерения параметров адгеэионного взаимодействия частиц аэрозоля при ударе путем выравнивания скоростей частиц аэрозоля в центральной части устройства и на его периферии, „„SU 1 45 2 А1
2 ния скоростей частиц аэрозоля н центральной части устройства и на его периферии. Устройство содержит подложку
I в виде диска, улавлинатель 2 частиц н форме стакана, стержень 3 для крепления на нем подложки, измеритель 4 зарядов частиц и электромагнитный экран 5 и размещается в аэродинамической трубе открытым концом к воздушному потоку. При малой скорости потока частицы оседают на подложке (поверхности соударения),а при увеличении скорости начинают отскакивать от нее и попадают в уланлинатель, Решая систему уравнений движения частиц, определяют параметры (составляющие скорости удара частиц о подложки). При использовании подложки, диаметр которой по крайней мере в 5 раэ меньше диаметра улавлинателя, разброс скоростей частиц по сравнению с прототи,пом резко уменьшается, 1 з,п, ф-лы, 2 ил.
Fia фиг. l представлена схема устройства; на фиг, 2 — графики занисимости скорости частиц от отношения ,b/R (Ь вЂ” расстояние от центра диска; R — радиус диска), Устройство содержит подложку 1, ныполиенную в виде диска, улавливатель 2 частиц, имеющий форму стакана, стержень 3 иэ электроизолирующего материала, установленный вдоль оси улавливателя и жестко связанный одним концом с его дном, а другим концом — с подложкой, измеритель 4 зарядов частиц. Кроме того, устройство
82
4 соударения характеризуется появлением электрического сигнала в цепи измерителя 4 зарядов частиц, присоединенного к улавливателю 2, куда попадают частицы. Критическая скорость V соударения частиц с твердой поверхностью, т.е. скорость, соответствующая началу отскока час" тиц, позволяет определить энергию Е адгезионного взаимодействия частиц
mV при ударе. Поскольку Е ", то
2 точность определения Е определяется точностью определения V
Если для определений параметров адгезионного взаимодействия частиц при их соударении с преградой использовать диск радиусом R помещенный перпендикулярно скорости аэрозольного потока, то поле скоростей воздушного потока при обтекании диска имеет вид!
U U R U„= при х <
=0 2
U
2Uo
Uo
«т» у
R при х) - —, 1
Ф о р м ул а
1, Устройство для измерения пара" метров адгезионного взаимодействия частиц аэрозоля в аэродинамической трубе, содержащее размещаемую в аэродинамической трубе подложку в виде диска, предназначенную для соударения с частицами аэрозоля, улавливатель частиц и связанный с ним электрический измеритель зарядов частиц, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, улавливатель частиц выполнен в виде стакана, в котором коаксиально заподлицо с его открытым торцом размещен дирк, диаметр которого по крайней мере в 5 раз меньше наружного диаметра стакана, а устройство снабжено установленным вдоль оси стакана стержнем из электроизолирующего материала, жестко связанным одним концом с диском> а другим — с дном стакана, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб" жено электромагнитным экраном, выполненным в виде второго стакана, охватывающего первый.
3 15045 снабжено электромагнитным экраном
5, выполненным в ниде второго стакана, который необходим для устранения, внешних воздействий, Устройство работает следующим образом.
Устройство размещают в аэродинамической трубе (не показана) открытым концом улавливателя к воздушному потоку, вводят в воздушный поток частицы аэрозоля, предварительно нейтрализовав их электрический заряд, Воздушный поток подхватывает частицы, и они соударяются с центральной частью 15 торца подложки 1 (поверхностью соударения). При малой скорости потока частицы аэрозоля оседают на подложке. При увеличении скорости частицы начинают отскакивать от подложки и 20 попадают в улавливатель 2, Поскольку частицы при ударе заряжаются, то начало отскока частиц от поверхности
С где U — скорость невозмущенного поо тока; 30
R — радиус диска (диск расположен в плоскости х=0 а поток набегает со стороны отрицательных значений х).
Решая уравнение движения для частицы диаметром а и массой m в поле скоростей воздушного потока диска:
m К d x+RdX +
Зоа ) 2U, dt 2U dt Х
37а3 Uo,dt Uî, можно определить составляющие скорости удара частицы о диск.
При использовании данного устрой45 ства разброс скоростей резко уменьшается. Действительно, из кривой 2 фиг, 2 видно, что если размер (диаметр) поверхности соударения в устройстве равен 4 мм, а наружный диаметр улавливателя равен 2 см, то раз- 50 брос скоростей соударения резко уменьшается (4,2-4,6 м/с), При этом разброс скоростей с ростом внешнего диаметра улавливателя уменьшается.
Так, если наружный диаметр увеличить в 2 раза, то разброс также уменьшится приблизительно в 2 раза, изобретения! 504582
V> N/С
1
I
DS
Фиг.l
Фие. 1
Составитель А. Балаева
Редактор И, Рыбченко Техред А.Кравчук Корректор О ° Кравцова
Заказ 5246/45 Тираж 789 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
