Устройство для определения скорости потока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио. 251279 (21) 2856974/18-10 с присоединением заявки No (23) ПриоритетСоюз Советских

Социалистимвских

Рвспублик («>877441 (51)м. кл.з

G 01 Р 5/10

Государствеииый комитет

СССР ао делам изобретеиий и открытий

Опубликоваио 3010З1. Бюллетень ЙЯ 40 (53) УДК 532. 574 (088.8) Дата опубликования описания 30.1081

A.. A. Жукаускас, В-А.С. ИЛгарубис, П.М. Дау и И-В.И.Жюгжда (72) Авторы изобретения

Институт физико-технических проблем эне

АН Литовской ССР—. - —.

Л;> (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ПЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

ПОТОКА Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения большой скорости преимущественно механически загрязненных потоков .

Известны устройства типа вертушек и прочие для измерения скорости потока 1).

Однако такие устройства не могут 10 быть применены при определении больших скоростей потока загрязненных потоков .

Известны также устройства для измерения скоростей потока в. виде термоанемометрической аппаратуры (2).

Однако они сложны в изготовлении и имеют малую механическую прочность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, с помощью которого происходит измерение перепада температур между температурой чувствительного элемента и температурой потока как функции скорости потока.

Чувствительным элементом в известном устройстве является металлический корпус с цилиндрической поверхностью и термопара. На поверхности цилиндра при угле, отсчитываемом от лобовой критической точки, равном 100, заделана термопара. При определении скорости потока измеряется с помощью термопары перепад температур между температурой боковой образующей цилиндра при угле Ч, рав ном 100 . и температурой потока (3).

Однако известное устройство не обладает достаточной точностью измерения и не позволяет производить измерения при больших скоростях потока.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве корпус снаружи в интервале углов от 0 до 90о, отсчитываемых от оси потока на цилиндрической поверхности, снабжен тонкостенным нагреваемым элементом, с внутренней стороны которого в местах, соответствующих углам 35 и 90, установлены термопары.

На фнг. 1 изображены кривые распределения температуры поверхности цилиндра по периметру; на фиг. 2 конструктивная схема устройства; на фиг. 3 - разрез A-A на фиг. 2.

Перепад температур в известном устройстве имеет максимальное значение только при малых и средних скоростях.потока, т.е. при докритических

87744 1 и малых критических числах Рейнольдса (Ве а 8.10 ) . зто видно из фиг. 1, где изображены кривые распределения температуры поверхности цилиндра „ ь по периметру! при числах R@ < 2.10 при Rе 2 ° 1Ф -8-10 и при йб r 8 ° 10 . 5

Кривая I показывает, что при больших скоростях потока, соответствующих числам R@.> 8 .10, при угле М= 100

Б о температура поверхности и, а тем самым и перепад температур между tg и 10 температурой потока, является минимальным, s связи с чем известное устройство является непригодным для измерения больших скоростей потока.

Предлагаемое устройство содержит рабочую часть 1 цилиндрической формы, изготовленную, например, из текстолита, пропитанного бокслитовым лаком, на которую в интервале от 9 0 — 90 заподлицо установлен чувствительный элемент 2 (полоска констановой фоль- 20 ги толщиной 0,05-0,2 мм), термопары

3 и 4, прикрепленные к фольге соответственно при Ч 90 и f 35, индио о каторный прибор 5 в виде чувствительного милливольтмера, градуированного 25 в единицах измерения скорости. держатель б из нержавеющего материала,стабильный источник 7 постоянного тока.

Работа устройства основана на данных, полученных при исследованиях ЗО больших скоростей потока 4), в крторых показано, что при переходе к большим скоростям потока, соответствующим числам йб 8 ° 10, местополо35 жение максимальной температуры стен- 35 ки обтекаемого жидкостью или газом цилиндра продвигается против потока к лобовой критической точке цилиндра вплоть до угла 9 35 (фиг. 1-, кривая Х) .

Устройство работает следующим образом.

При измерении скорости потока уст- .Ройство помещают перпендикулярно к потоку и ориентируют так, чтобы ось рабочего цилиндра 1, проходящая через,45 — 0, была параллельна потоку. Чувств,ительный элемент 2 нагревают непосредственным пропусканием через него постоянного, электрического тока, величина- которого легко рассчитывается 50 или устанавливается экспериментально так, чтобы температура чувствительного элемента в потохах газа была на

50, à g потоках капельных жидкостей на л 10, выше темпеРатУРы потока.

При малых скоростях потока, соответствующих числам Рейнольдса меньше

8 10, устройство работает, но чувствительность значительно ниже, так как в этом случае перепад температур на гОверхности чувствительного элемента в0

2 между .точками, соответствующими углам М 90 и Ч 35, не будет максимальным (фиг. 1, кривые 2 и Щ ).

Если при числах 8 10 максимальная температура поверхности чувствитель— o ного элемента наблюдается при 9- 90 то при R > 8 10 и том же угле

80 †. минимальная (фиг. 1, кривая 7 ).

Поэтому при достижении больших скоростей потока (йб -. 8 10 ) на выводах от термопар меняется электрическая полярность, что и указывает нижний предел измеряемой скорости, для кото рой предназначено предлагаемое устройство.

При дальнейшем возрастании скорости потока .изменяется перепад температур на поверхности чувствительного элемента 2 между его точками, соответствующими углам 935 и ч 90

О О (фиг. 1, a,t), который фиксируют чувствительным.милливольтметром 5, тарированным в единицах измерения скорости.

Ввиду того, что при изменении температуры потока соответственно пропорционально изменяется и температура всей поверхности чувствительного элемента 2, кривая тарирования устройства практически не зависит от температуры потока.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений и расширить диапазон измеряемых скоростей.

Формула изобретения

Устройство для определения скорости потока, содержащее корпус с цилйндрической поверхностью и термопары, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона, снабжено тонкостенным нагреваемым элементом, размещенным снаружи Hà корпусе

О в интервале углов от 0 до 90, отсчитываемых от оси потока на цилиндрической поверхности, с внутренней стороны которого в местах, соответствующих углам 35 и 90, установлены термопары.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техника добычи нефти. М., "Недра", 1973, с. 237.

2. Земская A.Ñ. и др. Влияние близости стенки на показания термоанемометра в ламинарном и турбулентном пограничном. слое. Известие СибирскОго отделения AH СССР. Вып. 3, 1977, 9 13 с. 29-35.

3. Локшин В.A. Измерение малых скоростей газовоздушных потоков.

"Теплоэнергетика", 1977, Р 5, с. 53 (прототип).

4. ТрудЫ AH Литовской CCP. 1973, серия Б, т. 3 (76), с. 99-109.

877441

ФиеЛ

А-4

Фью.2

Составитель Л.Мариан

Редактор Е.Дичинская Техред М.Рейвес корректор А.Ференц

Закаэ 9605/68 Тирам 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 с