Способ определения поля температур потока

(19) (11) 3151) 0 01 К 13/021 ОСУДАРСТВЕНН 11 й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 ЬЧ 1 Оь. 1(Ъб) 1. Авторское свидетельство СССРФ 630584, кл. 0 01 И 33/22, 30.10.78.(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕйИЯ ПОЛЯТЕМПЕРАТУР ПОТОКА по авт.св.630584,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью обеспечения воэможности определения поля температур потока в коль.цевой камере, дополнительно иэмеряюттемпературу посередине расстояниямежду отверстиями у стенки и посередине расстояния между контурами.Изобретение относится к техникеизмерения физических параметров потока жидкости или газа и может бытьиспользовано, например, для определе.ния поля температур смеси.По основному авт.св.Р 630584 известен способ определения поля температур потока при смешении взаимноперпендикулярных струй в камере путем замера температуры в ее поперечном сечении, причем температуру одновременно замеряют у стенки и на осикамеры на расстоянии от начала смешения струй, равном или большем 0,8диаметра камеры.Но данный способ позволяет достаточно точно определить поле температур лишь для камер смешения круглогопоперечного сечения (для осесимметричного сносящего потока), причемточность определения поля температурс помощью данного способа снижаетсяс уменьшением диаметра отверстий,шага между отверстиями и глубины проникновения поперечных струйП)Целью изобретения является обеспечение возможности определения полятемператур в кольцевой камере.Это достигается тем, что согласноспособу определения поля температурпотока дополнительно измеряют температуру посередине расстояния межцуотверстиями у стенки и посерединерасстояния между контурами,На фиг. 1 представлена принципиальная схема кольцевой камеры смешенияна которой осуществлялся предлагаемый способ; на фиг, 2 - то же, видсбоку; на фиг. 3 - типичные распределения температур в радиальном направлении; на фиг. 4 " то же, в окружномнаправлении,При проведении экспериментальныхисследований по закономерностям сме- шения в камере кольцевого поперечного сечения было установлено, что нарасстоянии от начала смешения струй 45О,З расстояния между контурами распре.деления температур реализуются в следующие типы,В радиальном направлении реализуются лишь три типа распределений 50.эпюр), характеризующиеся следующим образом: максимум температурыпосередине расстояния между контурами, минимум у стенки камеры; максимум - у стенки камеры, минимум -посередине расстояния между контурами; равномерное распределение температуры в радиальном направлении.В окружном направлении также реализуются три типа распределений тем ператур, характеризующиеся следующим образом: максимум температуры - в следе за отверстием, минимум - посередине расстояния между отверстиями;максимум - посередине расстояния 65 между отверстиями, минимум - в следе за отверстием; равномерное распределение температуры в окружном направлении.Тип распределения температур определяется глубиной проникновения дальнобойностью) поперечных струй,Таким образом, температуры,у стенки в двух точках и посередине расстояния между контурами в двух точках (в следе эа отверстием и посе. редине расстояния между отверстиями) определяют распределения параметров (температур) в радиальном и окружном направлениях, а следовательно, позволяют определить качество смешения.П р и м е р. Проводится замер полей температур смеси в кольцевой камере при истечении струй из бтверстий в наружном и внутреннем контурах кольцевой камеры перпендикулярно потоку. Принципиальная схема кольцевой камеры смешения, на которой осуществлялся предлагаемый способ, состоит иэ кольцевой низконапорной магистрали 1, высоконапорной магистрали 2, наружного 3 и внутреннего 4 контуров, зоны смешения 5, отверстий 6.По кольцевой низконапорной магистрали 1, которая образована наружным и внутренним контурами 3 и 4, протекает поток горячих газов. Высоко напорная магистраль 2 имеет круглое поперечное сечение, и в ней размещена кольцевая низконапорная магистраль 1, По высоконапбрной магистрали 2 протекает поток холодных газов. В наружном и внутреннем контурах 3 и 4 имеются симметричные отверстия 6, через которые холодный газ в виде струй подается в зону смешения 5 перпендикулярно потоку горячих газов. Область взаимодействия струй и потока траверсируется гребенкой термопар следующим образом.Гребенка термопар состоит из 11 хромель-копелевых термопар (ГОСТ 6616-74, вторичный прибор-самописец . типа ЭПП,9, КСПи т.д.) и устанавливается в плоскости поперечного сечения камеры смешения на расстоянии от начала смешения струй, равном 0,8 расстояния между контурами.Сначала для одного значения массового расхода гребенка термопар устанав. ливается в следе за отверстием, и замеряется распределение температур в радиальном направлении. Вращая гребенку термопар относительно оси коль- ценой камеры в плоскости поперечного сечения, замеряют поля температур в 11 положениях от одного следа отверстия до другого (через определенный полярный угол) в радиальном направлении.1103093 пючки заперащеамрааурв Затем проводят аналогичные замерыполей температуры для различных значений массового расхода,Исследования полей температур показали, что распределения температурв радиальном направлении в кольцевойкамере реализуются в определенныетипы: максимум температуры - посередине расстояния между контурами,минимум - у стенки камеры смешенияу одного иэ контуров); максимум - устенки камеры смешения, минимум -посередине расстояния между контурами; равномерное распределение температуры в камере смешения.Анализ полей температур показал, 15что температуры у стенки камеры смешения и посередине расстояния междуконтурами камеры смешения в следе.за отверстием, а также посерединерасстояния между отверстиями являются 20характеристиками в радиальном направлении.Кривые 7-10 фиг. 3) изображают.типичные распределения температур вкольцевой камере смешения в радиаль 25ном направлении при Т =0,0708,Ф,=0,4, Х=1,0, С, = ча . Здесь 22 - 1 - а - Х -- Т-Т 2--= - %"-,= 30 С,+С Т, Н Р Н Н Т -Т где 6 - массовый расход; Т - температура, 1 - шаг между отверстиями;Н - расстояние между контурами кольцевой камеры смешения; Г - площадь; Х - абсцисса, У - ордината. Индексы: 1 - относящий поток; .2 - йоперечные струи; о - отверстие; 1 - кольцевая камера смешения.Исследования полей температур показали,что в окружном направлении также реализуются 3 типа эпюр: максимум температуры в следе эа отверстием, минимум - посередине расстояния между отверстиями; максимум - посередине расстояния между отверстиями, минимум - в следе за отверстием; равномерное распределение температур.Наибольшая неравномерность температурного поля в окружном направлении наблюдалась у .стенки кольцевой камеры смешения одного иэ контуров),Таким образом, температуры у стенки кольцевой камеры смешения в следе за отверстием и посередине расстояния между отверстиями являются харак. теристическими в окружном направлении.Кривые 11-14 (фиг. 4) изображают типичные распределения температур в окружном направлении при тех же Е,М,4 = чав . Здесь Е =/, где 2, - аппликата.Итак, замер температур у стенки н двух точках и посередине расстояния между контурами в двух точках, р следе за отверстием и посередине расстояния между отверстиями позволяет получить точную эпюру температур в кольцевой камере смешения.Предлагаемый способ определения поля температур потока позволяет сократить количество замеров, снизить трудоемкость измерений.