Способ определения скорости частиц

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<111705343 (61) Дополнительное к аат. санд-ву (22) Заявлено 010377 (21) 2455673/18-10 с присоединением заявки Hо (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 P 5/18

Государственный комитет

СССР по деизм изобретений и открытий (53) УДК 532. 574 (088, 8) Опубликовано25.12.79. Бюллетень N9 47

Дата опубликования описания 251279 (72) Авторы изобретения

С,С,Бартенев и Ю,П.Федько (73) ЗаяВИтЕЛЬ Физико-технический институт им.A.Ô,Èoôôå (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к области измерения параметров движения.

Известен способ определения скорости частиц методом скоростной киносъемки (1) . Однако этот метод требует весьма сложного и дорогого оборудования, трудоемок в настройке, позволяет определять скорость лишь тех частиц, светимость которых значительHQ отличается от светимости сопутствующих газов, не позволяет определять скорость отдельных мелкодисперсных частиц, при анализе потока частиц позволяет определять лишь минимальную и максимальную скорости, но не распределение по скорости.

Известен способ определения скорости частиц, наиболее близкий по технической сущности f2), состоящий в том, что на пути движения частиц перпендикулярно их траектории на фиксированном расстоянии от источника частиц устанавливают диски, вращают их с эаданчой скоростью и по фигурам напыления определяют скорость.

Этот способ обладает невысокой точностью из-эа того, что, во-первых, при прохождении высокоскоростного газового потока, сопровождающего частицы и взаимодействующего с ними, около края диска, через малые отверстия или щели наблюдаются различные гидродинамическне явления: отраженные и стоячие волны, развитие потока или огибанйе края диска, наблюдается взаимодействие со стенками отверстия или диска и т.д.g во-вторых, воздух между быстровращающимнся дисками дви1О гается приблизительно с такой же скоростью, что и диски и при движейий час1йц между дисками (2-10 см) частицы прйобретают составляющую скорости, направленную по касательной к краю диска, что приводит к sa15 вышению скорости.

Цель изобретения - повышение точности определения скорости преимущественно микрочастиц,а также изучение процессов, сопровождающихся выделени26 ем энергии, например"взрывов.

Для этого диски устанавливают IIQочередно один за другим, причем напыление на каждый диск производят многократно и при одинаковых начальных углах поворота.

На фиг. 1 прнвдена схема устройства, реализующего данный способ; на фиг, 2 — диски с фигурами напыления, Устройство состоит из источника 1

30 частицы, диска 2 (на фиг. 1 условно

705343

55.ювернут на 90 ), который соединен с мотором 3, индуктивного датчика 4, расположенного вблизи диска, якоря (датчика) 5, закрепленного на диске

2. Датчик 4 соединен с блоком б синхронйэации, соединенцйм с блоком 7 питания. Блок б кроме того, соединен с блоком 8 измерения скорости враще ния диска и генератором 9 высоко- вольтного импульса, который через ключ 10 соединен с блоком -I.

Укаэанное устройство работает сле" дующим образом.

Разгоняют диск 2 до необходимой линейной скорости с помощью мотора 3 при разомкнутом ключе 10, Скорость диска должна быть меньше максимальной скорости частиц для того, чтобы фигура напыления не замкнулась, Прн вращении диска 2, закрепленный на нем якорь 5 наводит ЭДС в катушке индуктивного датчика 4. Импульсы датчика 4 с частотой, соответствующей числу оборотов диска, при совмещении датчика и якоря, поступают в блок б синхронизации. 25

Блок б управляет генератором 9 высоковольтного импульса, который после каждого импульса с блока б подаетвы оковольтный импульс на источник 1 при эамнутом ключе 10..30

Скорость вращения диска контролируется при помощи блока 8 измерения скорости. Ствол детонационного источ- ника 1 заполняется детонирующей смесью газов, например кислорода и 35 ацетилена и в него подается порция порошка после выводов диска на заданное число. оборотов. Затем ключ 10 замыкается и развиваетсй детонаций от первого прошедшего от генератора 4()

9 импульса.

После этого ствол заполняется све"жей смесью (прй разомкнутом ключе), снова подается порошок, после чего ключ 10 опять замыкается и производится наййление второй порции порошка при том же угле поворота диска, что и первый раз, и новая порция йорошка оседает поверх первой.

Число выстрелов выбирается таким, чтобы получить полосу, которая представляет собой развернутый на плоскости диска-поток из найыляемих час"тйц, удобный для анализа толщины.

Все условия при каждом выстреле строго воспроизводятся.

Затем диск 2 снимают, укрвпл3Ыт на моторе точно такой же диск с таким, -же,"как в-первом случае, датчйком 5, например переставляют датчик 5 ка второй диск и, после удаления или Щ приближения диска к.источнику 1 на расстояние I? <> все операции воспроизводят при тех же условиях, На диске имеются деления для анализа фигур, напыления. Начало отсчета от середы- 65 ны датчика 5. Датчик 4 строго одинаково фиксирован относительно диска до и после перемещения, После осаждения частиц на несколько дисков при смещении их на базовое расстояние, определяют, насколько, успел повернуться более удаленный диск после прохождения частицами диска относительно более близкого к устройс тву, ускоряющему частицы. С равнивая фигуры напыления, определяют на сколько сместились начало и конец напыления, По этим данным рассчитывают максимальную (V ä„) и минимальную (V >, < ) скорости частиц и з выражений: д б шах (c с ) Ч

1тиИ (. -c 1

4 ъ, (2) где S - расстояние от точки начала отсечки до 1-ой точки фигуры напыления; й, — радйус дис ков;

V — линейная скорость диска;

Часто значительный интерес представляет ойределение распределения частиц по скоростИ, особенно при получении покрытий из разогнанных расплавленныХ частиц. Для определения распределения расплавленных частиц по скоростям после напыления их на диск определМот покрытия от дисков, например стравливая материал диска. Затем разделяют полученную полосу иэ напыленного материала по радиусам диска. Удобнее разделять полосу на Ю одинаковых час тей, Начало полосы сформировано из наиболее быстрых частиц (V>ax) и конец иэ наиболее медленных (Ч,1 ), Скорость, которой соответствует произвольный отрезок полосй с номером и (где л = 1, 2...m) мозно найти иэ формулы ".

Ч Ч - ("- > (Чма im1n . (3)

И ми }М

Обычно m удобно выбирать в интервале 5+15. Затем производят взвешиваййе и измерение площади частей полосы напыления, (Если части одина- . ковые, то измерять площадь нет необходимости) . Находят общую площадь

S, общий вес Р всей полосы и для каждой части полосы отношение Р,/Б к P/8, Зависимость указанного отношения от скорости (Чп) и дает искомое распределение частиц по скоростям.

Формула изобретения

Способ определения скорости частиц, состоящий в том, что на пути движения частиц перпендикулярно их

705343

z.2

C оставит ель В ...аз ар за ова

Я.Веселовская ик Корректор

Редактор Л Бибер Техред 3, Чужик

Тираж 1073 Подписное

113035, Москва, ж 35, ауш

У го од, ул.Проектная, Филиал ППП Патент, г. жгоро траектории на фиксированном расстоянии от источника частиц устанавливадиски вращают их с заданной скоют

Р рос стью и по фигурам напылени р чающийделяют скорость, о т л и ч а ю щ с я тем, что, c целью повышения точсти определения скорости преимуно кже изущ твенно микрочастиц, а такж у ес чения проЦессов, сопровождающи хся выделением энергии, например взрывов циски устанавливают поочередно один за дру r гим причем напыление на каждый дис к производят многократно и при ота, одина к овых

ых начальных углах повор

Источники информации, принятые so внимание пр и экспертизе

1 Д бовик A.Ñ, Фотографическая регистрация быстропротека щи е у ю х процесМ Наука 1975, с 23-26.,сов, М,, а

Р 3

2. Авторское свидетельство CCC

Р 372500, кл. G 01 P 5/18, 1973.