Устройство для определения скорости потока

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Сфциалистиивских Рвспублик(61) Дополиитвлвное к авт. свид-ву Р 1)М Кл 3 6 01 Р 5/1 22) Заявлеио. 251279 (21) 2856974/18-1 с присоединением заявки Йо(23) осударственный комнте СССР по делам изобретений и открытийПриоритетОпубликоваио 30.1081. БДата опубликования описа юллетеиь Йо 40иия за 10,81. А. Жук аускас, В-А. С, ИЛгару бис, Пи И-В.И.Жюгжда физико-технических проблем эне АН Литовской ССР(54) УСТРОИСТ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОО;сОКАИзобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения большой скорости преимущественно механическизагрязненных потоков .Известны устройства типа вертушеки прочие для измерения скорости потока 11,Однако тбыть прим ьших скоропотоков .Известны также устройства для измерения скоростей потока в. виде термоанемометрической аппаратуры 2 ).Однако они сложны в изготовлениии имеют малую механическую прочность,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, с помощью которого происходит измерение перепадатемператур между температурой чувствительного элемента и температурой потока как функции скорости потока.Чувствительным элементом в известномустройстве является металлическийкорпус с цилиндрической поверхностьюи термопара. На поверхности цилиндрапри угле Ч, отсчитываемом от лобовойкритической точки, равном 100 , заделана термопара. При определении скомощьюмежду ей ци 00. и отока иэмеряе ры перепад те турой боковой при угле 9, р турой потока ко известное т достаточной не позволяет при больших изобретения эмерений и ратся с помпературобраэующавном 13.устройствоточностьюпроизводитскоростях п- повышениесширение ди рости п термопа темпера линдра темпера е эме- иэтока точ- пазо Одн обл ада рения мерени Цел сти10 но на такие устройства не могу енены при определении бол отей потока загрязненных Поставленная цель достигаетсятем, что в известном устройстве корпу снаружи в интервале углов от 0 до 90 о отсчитываемых от оси потока на цилиндрической поверхности, снабжен тонкостенным нагреваемым элементом, с внут ренней стороны которого в местах, со- Ю ответствующих углам 35 и 90 о , установлены термопары.На фнг. 1 изображены кривые распределения температуры поверхности цилиндра по периметру; на фиг. 2 конструктивная схема устройства; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.Перепад температур в известномустройстве имеет максимальное значение толЬко при малых и средних скоростях.потока, т.е. при докрнтическихи малых критических числах Рейнольдса (Ве а; 8 10). Это видно из Фиг. 1, где изображены кривые распределения температуры поверхности цилиндрао периметру при числах Ве2 10 при Ве2 1 Ф 10 и при Вб 810 . 5Кривая 1 показывает, что при больших скоростях потока, соответствующих числам В. 8 10 , при угле М= 100Б О о температура поверхности й, а тем самым и перепад температур между с и 10 температурой потока, является минимальным, в 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 М 0 - 90 заподлицо установлен чувствительный элемент 2 (полоска констановой Фоль ги толщиной 0,05-0,2 мм), термопары 3 и 4, прикрепленные к фольге соответственно пои Ч 90 и35 , 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 41, в крто- рых показано, что при переходе к большим скоростям потока, соответствующим числам Ве 7 8 10 , местоположение максимальной температуры стенки обтекаемого жидкостью или газом цилиндра продвигается против потока к лобовой критической точке цилиндра вплоть до угла 9 35 (Фиг. 1., кривая 1).40Устройство 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 , а ов потоках капельных жидкостей . на лф 10 , выше температУры потока.При малых скоростях потока, соответствующих числам Рейнольдса меньше 8 ф 10 , устройство работает, но чувствительность значительно ниже, так как в этом случае перепад температур на гОверхности чувствительного элемента 60 2 между, точками, соответствующими углам Ч 90 и Ч 35 , не будет максимальным (фиг. 1, кривые 2 и Щ ). Если при числах 810 максимальная температура поверхности чувствитель - о ного элемента наблюдается при 990 то при ВбЪ 810 Е и том же угле У 60 ф - минимальная (фиг. 1, кривая 1 ). Поэтому при достижении больших скоростей потока (Вб . 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 90оо (фиг. 1, М), 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 изобретенияустройство 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 на корпусеов 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 экспертизе1, Техника добычи нефти, М.,"Недра", 1973, с. 237.2. Земская А.С. и др. Влияниеблизости стенки на показания термоанемометра в ламинарном и турбулентном пограничном. слое. Известие СибирскОго отделения АН СССР. Вып. 3, 1977,9 13, с. 29-35.3. Локшин В.А. Измерение малыхскоростей газовоздушных потоков.(прототип).4. Труды АН Литовской ССР. 1973,серия Б, т. 3(76), с. 99-109.иал ППП "Патентф, г. Уагород, ул, Проектная, 4с 605/68ВНИИПИ Госупо делам113035, Мос Тиракрствен эобрет ва, Ж10ого комитеиий и открРауыская ПодписноСССРйб д. 4/5