SU1638635A1 - Gas flow velocity determination method - Google Patents

Description

1one

(21)4475905/10(21) 4475905/10

(22)23„08„88(22) 23 „08„ 88

(46) 30.03.91. Бюл. IP 12(46) 03/30/91. Bul IP 12

(71)Институт тепло- и массообмена им„ А.В. Лыкова(71) Institute of Heat and Mass Transfer named by A.V. Lykova

(72)А„Яо Венгер и А.Д.Якимович (72) A „Yao Wenger and A.D. Yakimovich

(53)532.57(088„8)(53) 532.57 (088 „8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 710005,-G 01 D 5/20, 1980,(56) USSR Author's Certificate No. 710005, -G 01 D 5/20, 1980,

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ГАЗОВОГО ПОТОКА(54) METHOD FOR DETERMINING GAS FLOW RATE

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметров газовых потоков. Целью изрбретени   вл етс  определение профил  скорости газового потока о На исследуемый поток ортогонально его движению направл ют поток частиц различного размера с известными скорост ми и измер ют отклонени  от первоначального направлени  частиц различного размера По полученным результатам и известным физическим параметрам частиц и потока рассчитывают профиль скорости.(57) The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the parameters of gas flows. The purpose of this determination is to determine the velocity profile of the gas flow. The flow of particles of various sizes with known velocities is directed orthogonally to its movement and measured deviations from the initial direction of particles of different sizes. The velocity profile is calculated using the obtained results and known physical parameters of the particles.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  параметров газовых потоков в газодинамике и плазменной технике,.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the parameters of gas flows in gas dynamics and plasma technology.

Целью изобретени   вл етс  определение профил  скорости газового потокаThe aim of the invention is to determine the velocity profile of the gas stream.

Способ осуществл ют следующим образоМоThe method is carried out as follows.

В щель, прскрывающую сечение потока , ввод т полидисперсные частицы материала, плотность которого известна . При небольших скорост х частицы просто ссыпают в щель Если скорость потока высока, частицы ускор ют в кювете или ввод т с помощью импакто- ра. Определ ют скорость частиц в момент их входа в поток .Polydisperse particles of a material whose density is known are introduced into the slit over the flow section. At low speeds, the particles are simply poured into the slit. If the flow rate is high, the particles are accelerated in the cell or introduced using an impactor. Determine the velocity of the particles at the moment they enter the stream.

С другой стороны потока располагают пластину, на поверхность которой нанесен клеющей слой Дл  лучшего прилипани  твердых частиц к пластине примен ют неотвердевший желатин, глицерин , по лизобутен или смесь канифол  с касторовым маслом.On the other side of the flow, a plate is placed, on the surface of which an adhesive layer is applied. For better adhesion of solid particles to the plate, uncured gelatin, glycerin, lysobutene or a mixture of rosins with castor oil are used.

Дл  получени  надежных экспериментальных данных необходимо, чтобы частицы не уносились потоком, а попадали на пластину, что достигаетс  подбором скорости ввода частиц в поток, котора  зависит от скорости потока, размеров частиц, размеров потока и рассто ни  между пластиной и потоком Требуемые скорости ввода удобней всего подобрать экспериментальным путем. Расчет всех возможных практических случаев определ ет диапазон оптимальных скоростей ввода v (0,1-10)VnoTOttJ причем в большинстве случаев v « к VnoTOKQ С помощью микроскопа определ ют размеры частиц и их координату на пластине оIn order to obtain reliable experimental data, it is necessary that the particles not be carried away by the flow, but fall onto the plate, which is achieved by selecting the particle injection rate into the flow, which depends on the flow rate, particle size, flow size and the distance between the plate and the flow. pick up experimentally. The calculation of all possible practical cases determines the range of optimal input speeds v (0.1-10) VnoTOttJ and in most cases, v к to VnoTOKQ With a microscope, the particle sizes and their coordinates on the plate are determined.

Полученные экспериментальные данные используют дл  расчета профил  скоростейThe experimental data obtained is used to calculate the velocity profile.

Дл  каждой частицы записывают уравнение Ньютона в видеFor each particle, write the Newton equation in the form

(Л(L

оэ соoe with

0000

с& соwith & with

елate

A -f (r,p,, v,, x, y);. d)A -f (r, p ,, v ,, x, y) ;. d)

f((V - v,, ), r,p,, x, у), 5f ((V - v ,,), r, p ,, x, y), 5

dvii &dvii &

У| v« IT| | v "IT

p.p.

rr

УHave

где m - масса частицы;where m is the particle mass;

перпендикул рна  потоку составл юща  скорости частицы; параллельна  составл юща ; скорость потока в данной точке;perpendicular to the flow component of the particle velocity; parallel component; flow rate at a given point;

плотность газа; радиус частицы;gas density; particle radius;

х, у - координаты частицы на пластинеx, y - coordinates of a particle on a plate

Так как систему уравнений (1) можно записать дл  каждой частицы, по вл етс  возможность получени  лкь бого количества нелинейных уравнени описывающих взаимодействие частиц и потока, т.е„ переопределени  системы уравнений, что по результатам одного эксперимента позвол ет не только определить все искомые велич ны, но и проконтрс полученных данных.Since the system of equations (1) can be written for each particle, it is possible to obtain any number of nonlinear equations describing the interaction of particles and flow, i.e. redefining the system of equations, which, based on the results of one experiment, allows us not only to determine all the desired magnitudes us, but also check the received data.

00

5five

0 5 0 5

Решение системы уравнений провод т итерационным методом на ЭВМ до наилучшего совпадени  рассчитанных положений частиц на регистрирующей пластине с измеренными„The solution of the system of equations is carried out by an iterative method on a computer until the best match of the calculated positions of the particles on the recording plate with the measured

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  скорости газового потока, заключающийс  в направлении на исследуемый поток ортогонально его движению потока частиц, измерении отклонени  потока частиц от своего первоначального направлени  под действием исследуемого потока и определении по этому отклонению скорости потока, отличающийс  тем, что, с целью определени  профил  скорости газового потока , на исследуемый поток ортогонально его движению направл ют поток частиц различного размера с известными скорост ми, а отклонени  потока частиц от своего первоначального положени  измер ют дл  каждого из размеров частиц.The method of determining the gas flow velocity, consisting in the direction of the flow to be investigated is orthogonal to its movement of the particle flow, measuring the deviation of the particle flow from its original direction under the action of the test flow and determining the flow velocity by this deviation, characterized in that in order to determine the velocity profile of the gas flow , a stream of particles of various sizes with known velocities is directed to the flow under study orthogonally to its motion, and the deviations of the stream of particles from their origin Its position is measured for each of the particle sizes.