Способ определения поля скоростей ламинарного газового потока
(19)SU(11)818260(13)A1(51) МПК 5 G01M9/00(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина:
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ ЛАМИНАРНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА
Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано при изучении ламинарных течений газа. Известен способ визуализации газовых потоков, при котором вводят дымовые струйки и фотографируют их. Однако при этом способе в газовый поток вводят инородные частицы, загрязняющие основной поток. Известен способ определения поля скоростей ламинарного газового потока, основанный на регистрации яркости свечения на светочувствительном материале металлической нити, установленной перпендикулярно направлению потока и нагреваемой электрическим током. Недостатком этого способа является трудность расшифровки полученных фотоснимков, связанных с яркостным характером визуализации. Целью изобретения является ускорение процесса исследований. Для этого электрический ток изменяют по пилообразному закону, а светочувствительный материал перемещают с постоянной скоростью параллельно направлению потока. Кроме того, амплитуду пилообразного потока увеличивают до получения свечения нити во всех сечениях потока. На фиг. 1 приведено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2, 3 - временные диаграммы питающего нить тока и эпюры получаемого на фотоматериале профиля скорости. Устройство содержит генератор пилообразного тока 1, питающего металлическую нить 2, расположенную перпендикулярно потоку 3 в исследуемом объеме 4. Изображение нити 2 проектируется с помощью оптической системы 5, расположенной вне потока на движущийся фотоматериал 6. В качестве фотоматериала 6 удобно применять специальную контрастную фотохромную бумагу, не требующую проявления для получения видимого изображения нити 7 и получаемого профиля потока 8 (рис. 2, 3). Устройство работает следующим образом. С помощью генератора пилообразного тока 1 через нить 2 пропускается пилообразный ток, который может быть или нарастающим (фиг. 2) или спадающим (фиг. 3). Поскольку различные участки нити 2, находятся в различных условиях теплообмена с потоком (теплообмен тем больше, чем больше скорость потока) и для получения свечения нити в местах большего теплообмена (большей скорости) требуется больший ток, то в условиях нарастающего тока накала нити (фиг. 2), например, при параболическом профиле скорости потока, сначала светятся периферийные участки нити в точках а, потом участки в точках а, б и, наконец, при определенном токе засветится вся нить во всех ее точках а, б, в. Проектируя изображение светящихся в различные моменты времени участков нити на равномерно движущуюся фотохромную бумагу 6 получаем на ней белое пятно (фиг. 2) на черном фоне, форма которого дает информацию о профиле скорости потока 3 (фиг. 1). Если через нить 2 пропускать спадающий пилообразный ток (фиг. 3), то на фотоматериале 6 получим черное пятно на белом фоне, изображающее профиль скорости исследуемого потока. Поскольку характер преобразования величины скорости в величину яркости нити носит гиперболический характер (фиг. 2), то специальным подбором закона убывания тока со временем (фиг. 3) можно добиться линейного преобразования скорости потока, при котором профиль скорости потока 3 без искажения передается на фотоматериал 6. Скорость перемещения фотоматериала V и период пилообразного тока Т выбираются из условия получения качественной развертки изображения профиля скорости и экономии фоточувствительного материала. Для различной величины общерасходной скорости потока V выбирается оптимальной амплитуда пилообразного тока i из условия получения свечения всей нити при амплитудном значении тока, в том числе в сечении потока с максимальной скоростью. С помощью предлагаемого способа удобно исследовать искажения и изменения профиля скоростей со временем путем исследования на фотоматериале изображения профиля 8, соответствующие различным периодам пилообразного тока Т. При этом период нестационарности потока должен быть больше периода Т и постоянной времени нити. Для получения количественной информации о профиле скорости необходима градуировка аппаратуры абсолютным способом. Предлагаемый способ позволяет на порядок ускорить процесс исследований потока за счет преобразования яркостной визуализации потока в амплитудную без применения сложного оборудования в виде громоздких теневых приборов. (56) Мартынов А. К. Экспериментальная аэродинамика, М. : Оборонгиз, 1950, с. 166-167. Петров Т. И. Технические заметки ЦАГИ, N 107, 1936,
Формула изобретения
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ ЛАМИНАРНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА, основанный на регистрации яркости свечения на светочувствительном материале металлической нити, установленной перпендикулярно направлению потока и нагреваемой электрическим током, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса исследований, электрический ток изменяют по пилообразному закону, а светочувствительный материал перемещают с постоянной скоростью параллельно направлению потока. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду пилообразного тока увеличивают до получения свечения нити во всех сечениях потока.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
