Способ градуировки датчика термоанемометра с нагретой нитью в области малых скоростей газовых потоков

 

Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано для градуировки датчиков термоанемометра с нагретой нитью в области малых скоростей газового потока. Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешности, вызванной влиянием нарастающего пограничного слоя потока на профиль скорости в рабочем участке аэродинамической трубы. Градуируемый датчик устанавливается с помощью сменной втулки 9 в рабочем участке 10 аэродинамической трубы. С помощью штуцера 13 отбора статического давления определяют скорость Vo2 на выходе трубы и Vo2 F по формуле Voi -p- -ропределяют скорость потока, обтекающего чувствительный элемент датчика, где Fi, Ki - так называемый коэффициент заполнимости профиля скорости; F2 и FI - площади сечений потока на выходе и в рабочем участке аэродинамической трубы. Зная значения выходного сигнала датчика и скорости Voi, определяют градуировочную кривую термоанемометра 1 ил (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я). G 01 P 5/12, 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678446/10 (22) 18.04.89 (46) 23.09.91, Бюл. М 35 (71) Институт технической теплофиэики АН

УССР (72) Е, П. Дыбан, Э. Я, Эпик и Т. Т, Супрун (53) 532.574(088.8) (56) Попов С. Г. Некоторые задачи и методы экспериментальной аэромеханики. M,: Гос, изд-во техн, теор. литературы, 1952, с . 87—

89, (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКА

ТЕРМОАНЕМОМЕТРА С НАГРЕТОЙ

НИТЬЮ В ОБЛАСТИ МАЛЫХ СКОРОСТЕЙ

ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и метрологии и может быть использовано для градуировки датчиков термоанемометра с нагретой нитью в области малых скоростей газового потока.

Изобретение относится к метрологии и экспериментальной аэродинамике и может быть использовано для градуировки датчиков термоанемометра для измерения малых скоростей газовых потоков.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешности, вызванной влиянием нарастающего пограничного слоя потока на профиль скорости в рабочем участке аэродинамической трубы, На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ, Устройство содержит входной патрубок

1 и диффузор 2, соединенный с помощью

„.,5U „„1679389 А1

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешности, вызванной влиянием нарастающего пограничного слоя потока на профиль скорости в рабочем участке аэродинамической трубы.

Градуируемый датчик устанавливается с помощью сменной втулки 9 в рабочем участке

10 аэродинамической трубы. С помощью штуцера 13 отбора статического давления определяют скорость Vm на выходе трубы и

У02 F2 по формуле Voi = — определяют скороKi F1 сть потока, обтекающего чувствительный элемент датчика; где F>, K> — так называемый коэффициент заполнимости профиля скорости; F2 и F> — площади сечений потока на выходе и в рабочем участке аэродинамической трубы, Зная значения выходного сигнала датчика и скорости Vo>, определяют градуировочную кривую термоанемометра.

1 ил. фланцев 3 с входным патрубком 1. Имеется также форкамера 4, соединенная с диффузором 2 и с выходным соплом 5 с помощью фланцев 6 и 7, приваренных к корпусу форкамеры 4. Для измерения температуры воздушного потока предусмотрено гнездо с крышкой 8. Подвергаемый градуировке датчик устанавливается с помощью сменной втулки 9 в рабочем участке 10. На стенке форкамеры сделан отбор статического давления со штуцером 11. На выходе из сопла

5 установлен штуцер 12 отбора статического давления. а рабочий участок 10 снабжен штуцером 13 отбора статического давления.

На рабочий участок 10 навинчивается дополнительное сопло 14.

E =E +ВО" где Š— напряжение питания нити датчика;

U — скорость газового потока;

В и n — константы.

При постоянстве расхода можно записать уравнение неразрывности

01Р1Г1 = Огргрг, (2) где 01 и 02 — среднерасходные скорости в выходных сечениях первого и второго сопел;

F1 и F2 — площади выходных сечений этих сопел, задающих площади сечений потоков, Р1 и P2 — плотности воздушного потока.

Среднерасходные скорости 01 и U2 отличаются or их значений в центре мерных сечений 001 и 002 за счет наращивания вниз по потоку пограничного слоя, в связи с чем необходимо знание коэффициента заполнения профиля скорости К, представляющего собой отношение среднерасходной скорости U к скорости в ядре течения Оо к =- u/u. (3) Для определения значения К необходимо проинтегрировать измеренные профили скорости

К= — — df, 1 Ur

Fo uo (4) где Ui — местная скорость в данной точке мерного сечения;

F — площадь мерного сечения, При этом скорость потока, обтекающего чувствительный элемент датчика, будет

Элементы 1 -10 образуют аэродинамическую трубу.

В основе способа лежит уравнение подобия конвективного теплообмена поперечно обтекаемого цилиндра (ни1ь датчика термоанемометра): профиля скорости во всем диапазоне скорости равен 1 (Кг =- 1, т.е. U2 =- 002), поэтому

002 F2

Uo1 = ——

К1 Р1 (6) Для реализации способа градуируемый датчик с помощью сменной втулки 9 устанавливается в рабочем участке аэродинами10 ческой трубы за первым соплом 5, а измерение скорости потока 002 проводится за вторым соплом 14 с помощью штуцера 13 отбора статического давления.

Затем по формуле (6) при заранее изме15 ренных К1, F1 и F2 определяется значение скорости Uo потока, обтекающего чувствительный элемент.

По выходному сигналу датчика и значению 001 для различных значений скорости

20 строят градуировочную кривую термоанемометра.с учетом влияния нарастающего пограничного слоя в виде коэффициента К1, Формула изобретения

Способ градуировки датчика термоане25 мометра с нагретой нитью в области малых скоростей газовых потоков, заключающийся в расположении датчйка скорости в измеряемом потоке в рабочем участке аэродинамической трубы, последующем ус30 корении потока до получения минимально измеряемого значения скорости, измерении выходного сигнала датчика, измерении скорости на выходе аэродинамической трубы, по которой определяют значение скоро35 сти потока, обтекающего датчик, и градуировочную зависимость датчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения погрешности, вызванной влиянием нарастающего

40 пограничного слоя потока на профиль скорости в рабочем участке аэродинамической трубы, предварительно измеряют в заданном диапазоне профили скоростей в рабочем участке аэродинамической трубы, 45 определяют коэффициенты заполнимости этих профилей К1 и их зависимость от скорости потока Uoir. обтекающего датчик, значение которой определяют по формуле:

002r Рг

001ñ r= — Ф

К1 F1 поскольку P1 = P2.

002 К2 Р2 Р2 К2 Ег

001 К Р Р 002.К вЂ” Р ° (5) На срезе второго сопла ядро потока с равномерным распределением по средней скорости (во времени) занимает все выходное сечение, а коэффициент заполнимости где 0021 — скорость на выходе аэродинамической трубы;

Ег — площадь сечения потока на выходе аэродинамической трубы;

F1 — площадь сечения потока в рабочем участке аэродинамической трубы, 1679389

Составитель Ю.Власов

Техред М,Моргентал .

Редактор Т.Куркова

Корректор М.шароши

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3210 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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