Способ определения параметров газового потока

01033954 РЕ М 29 02 Й ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СО СЛ 4 ь ;В ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАИЕРОВ ГАЗОВОГО ПОТОКА, заключающийся в том, что в нем создают объемноесверхзвуковое возмущение, измеряютскорость распространения этого возмущения и по ней определяют парамет"ры газового потока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расаирения области применения путем увеличения числа измеряемых пара"метров, дополнительно одновременно с основным создают не менеедвух объемных сверхзвуковых возмущений .в исследуемой области газового потока, определяют скоростьраспространения, интенсивность этихвозмущений, с учетом которых определяют параметры газового потока.1 103395 ЪИзобретение относится к контроль-но-измерительной технике и можетбыть использовано для определенияпараметров газового потока,Известен способ, используемый ваэродинамических сверхзвуковых трубах, заключающийся в том, что, вносяв поток малые возмущения при . по-,мощи тонких игл или зондов, наблюдают линии возмущения и по углам на Оклона их к направлению невозмущенного потока определяют число Маха втрубе ,1 1.Недостатками известного способаявляется низкая информативность 15определяют только число Маха ) и возможность применения его лишь для контроля параметров и сверхзвуковых потоков.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ определения параметров газовогопотока,. заключающийся в том, чтов нем создают объемное сверхзвуковоевозмущение, измеряют скорость рас" 25пространения этого возмущения и поней определяют параметры газового потока 2.Недостатком данного способа является узкая область применения из-заограниченности числа одновременноизмеряемых параметров и возможностиприменения лишь для изучения однородных потоков.Цель изобретения - расширение35области применения путем увеличениячисла измеряемых параметров.Указанная цель достигается тем,что согласно способу определения параметров газового потока, заключаю"щемуся в том., что в нем создают объемное сверхзвуковое возмущение, измеряютскоростьраспространения это"го возмущения и по ней определяютпараметры газового потока, одновременно с основным создают не менеедвух объемных сверхзвуковых возмущений в исследуемой области газовогопотока, определяют скорость распространения, интенсивность этих возмущений, .с учетом которых определяютпараметры газового потока.На чертеже изображена область вгазовом потоке, в. пределах которойпараметры газовой среды считаютсяпостоянными.55На чертеже схематически показаны сверхзвуковые возмущения 1,Й Дподошедшие к границе этой области; лЧ, М, ", М р - скорости их распространения и числа Маха (интенсивность / соответственно; Ч - вектор скорости движения газа; 0 и Ч - соответственно составляющие вектора скорости газа, определенные в направлении распространения возмущейий 1 и Ю соответственно; р - угол между направлением распространения 1-го и В"го фронтов возмущений, 1-й и Й-й фронты параллельны.Известно, что параметры сверхзвукового возмущения, распространяющегося по газу, зависят не только от источника, возбуждающего это возмущение, а также от состояния и свойств газовой среды, по которой это возмущение распространяется. Одного возмущения достаточно для определения скорости потока и скорости звука в потоке. Но при этом он долже быть однородным, стационарным и направление его движения должно быть известно заранее. Введение в поток дополнительно еще двух возмущений позволяет снять указанные ограничения и увеличить число измеряемых параметров.Введение в поток одновременно нескольких возмущений, определение их скорости распространения и интенсивности позволяет увеличить число измеряемых параметров, Возможность увеличения числа измеряемых параметров обьясняется тем, что при введении в поток дополнительно двух возмущений пошляется дополнительная информация о распространении в исследуемом потоке возмущений другой интенсивности и другого направления, что позволяет составить систему уравнений для определения искомых параметров. Ниже приведена система уравнений, позволяющая определить скорость газа - Ч, направление движения газа-си ско,рость звука в газе - а2или, записывая иначе Чз 1 п роС=04 Чсов Ь Составитель И.Ардашеваедактбр Д.Ворович Техред Ж.Кастелевич тор Г.Решетни аказ 5615147 Тираж 873 Под ВНИИПИГосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/пис ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектн филиа для определения скорости распространения сверхзвуковых возмущейий 5 их Фотографируют не менее двух раз в близкие, фиксируемые моменты времени. Измеряя расстояние между одноименными возмущениями пофотографиям,полученным в различные моменты, и деля 1 О его на .интервал между моментами фотографирования, определяют ско;рость распространения введенных возмущенийИнтенсивность фронтов сверхзвука вых возмущений определяется на основании интерференционных измерений.Расшифровка интерферограмм позволяет определить плотность газа до и за фронтом сверхзвукового возмущения 20 р и у соответственно. Интенсивность ойределяется по Формуле, известной из газовой динамики,у+125 где ф - отношение удельных теплоемкостей, в дальнейшем отношение плот настей до и за фронтом обозначается через . с индексом соответствующего волнового фронта.В газовой динамике встречаются случаи, когда отношение удельных теплоемкостей у неизвестно. Предлагаемый способ позволяет измерить эту величину одновременно с уже упомянутым параметрами. Для этого впоток следует ввести дополнительноеще одно четвертое возмущение распространяющееся, например, навстречутретьему , а в систему уравнений ( 1следует внести некоторые изменения.Эти изменения заключаются в том, чтов левых частях первых трех уравненийчисло М заменяется правой частьюформулы ( 2 ); кроме этого, системадополняется еще одним уравнениемсвязывающим параметры на фронте четвертого возмущения. Измененная система уравнений выглядит так,: Решая систему уравнений, можно определить параметры газового поток с ошибками, не превышающими 3 ь.Предлагаемый способ позволяет расширить. область применения путем увеличения числа информативных пара метров и снижения требований к исследуемому потоку.