Проточный калориметрический зонд

(19 51)5 С 01 8 ЫВЪ"МНБ 1БЯБ 11 ОАНИЕ ИЗОБРЕТЕН гистралью с датчиком для измерения полного давления. В хвостовой части корпуса выполнены заборные отверстия, соединенные каналами, выполненными в стенке корпуса, с внутренней полостью корпуса зонда, В стенке корпуса имеется группа каналов, соединенных последовательно и подключенных к магистралям системы калориметрирования, В хвостовой части корпуса размещено расходомерное сопло, в отверстии которого расположены концентрицно пнев" момагистраль для измерения давления перед расходомерным соплом, пневмомагистраль к датчику измерения полно" го давления и термопара для измерения температуры газа перед расходомерным соплом. Термопары для измерения налориметрической жидкости размещены в магистралях системы калориметрирова" ния, В требуемый момент зонд вводится в контролируемый поток. У поверхности, корпуса зонда образуется пограничный слой, Газ, образующий пограничный слой, засасывается через заборные отверстия внутрь корпуса и одновременно калориметрируется. В учтенное тепло входит также та часть тепла, которую газ отдает при обтекании корпуса зонда. Тем самым исключается влияние на точность измерений притока "стороннего" тепла. 5 ил. б, по с 6 выми нагрева теплометно для извсокоов, напри амических ктр установок с этелями газа.Целью изобние точностименном уменьш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Патент США М 3459040,кл. С О 1 К 17/08, 1969.Петров М.Д., Сенн В,А. Калориметри"цеские зонды для измерения температуры торможения и полного давленияв плотных плазменных потоках.Теплообмен в высокотемпературномтоке газа. Вильнюс, 1972, с.23-25,(57) Изобретение относится к теплометрии и может быть использовано дляизмерения энтальпии (температуры)торможения высокотемпературных газовых потоков, например рабочих потоковаэродинамических установок с электродуговыми нагревателями газа. Цельизобретения - повышение точности измерения при одновременном уменьшениигабаритов зонда. Проточный калориметрицеский зонд содержит корпус,выполненный в виде стакана с фланцеми крышкой, систему калометрированияи измерения расхода пробы газа. В носовой части корпуса имеется отверс-.тие, соединенное дренажной пневмомаИзобретение относится к рии и может быть испольэов мерения энтальпии торможен температурных газовых пото мер рабочих потоков аэроди ретения является повыщизмерения при одновреении габаритов зонда.На фиг. 1 схематично представленпроточный калориметрицеский зонд; нафиг. 2 - свцение А-А на фиг. 1; нафиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1,; нафиг. 4 - сецение В-В на фиг. 1; нафиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1,Проточный калориметрический зондсодержит корпус, выполненный в видестакана 1 с фланцем 2 и крышкой 3. 1 О, В дне 4 стакана 1 выполнено осевоедренажное отверстие 5 и тангенциально расположенные соединительные каналы 6, В крышке 3 выполнено осевоеотверстие для размещения расходомерного сопла 8 и размещенные по диаметру симметрично относительно осевого,отверстия 7 два отверстия 9.и 10 дляподсоединения подводящих магистралей11 и 12 с тангенциально расположенными каналами 13, В стенке канала повсей длине выполнены равноотстоящиечередующиеся первая группа каналов14 и вторая группа 15 а также радиальные заборные выемки 16, размещенные перед фланцем 2. Каналы 14первой группы соединены последовательно тангенциальными каналами 6 и13 и подсоединены к подводящим магистралям 11 и 12. Каналы 15 второй груп- ЗОпы одним концом подходят к заборнымвыемкам, а другим открыты во внутреннюю полость стакана 1В расходомерном сопле 8 размещена первая пневмомагистраль 17, подсоединенная кдатчику расхода (не показано), Внутри первой пневмомагистрали 17 концентрично размещена вторая пневмомагистраль 18, одним концом сообщенная с дренажным отверстием 5, а другим подсоединенная к датчику измерения давления торможения, Кроме того,в пневмомагистрали 17 размещена.третья тернопара 19, с помощью которой производится измерение температуры пробы газа на входе в рэсходомерное сопло 8 второго расходомера.Первая термопара 20 и вторая термопэрэ21 системы калорииетрирования размещены в подводящих магистралях 11 и 12, ко 50торые подклюцены к источнику калориметрицеской жицкости и первому расходомеру(расходомеры нэ чертежах не показаны) .Проточный калориметрицеский зондработает следующим образом.55После выхода аэродинамицескоиустановки на соответствующий режимкалориметрический зонд вводится наось рабочего потока. В критической точке зонда устанавливается давление,которое в сверхзвуковом потоке соответствует давлению за прямым скачкомуплотнения, У боковой поверхностизонда формируется пограничный Слой,толщина которого зависит от числаРейнольдса набегающего потока. В условиях электродуговых аэродинамических установок пограничный слойпрактически всегда ламинарный. Образующий пограничный слой газа, обтекая поверхность зонда, отдает емучасть тепла и охлаждается, что учитывается калориметрицеской системойзонда, цалее газ пограничного слояподходит к заборным выемкам и всасывается внутрь зонда. Всасываниегаза происходит за счет перепададавлений у заборных выемок (равнодавлению торможения за прямым скачком уплотнения) и на выходе расходомерного сопла (близко к статическому давлению в рабочем потоке), Черезканалы 15 газ попадает во внутреннююполость, зонда, окончательно охлаждаясь и отдавая свое тепло системекалориметрирования. Для обеспеченияизмерения энтальпии торможения расход газа через заборные выемки должен быть как минимум равен расходугаза через пограничный слой. Цлягарантии этот расход необходимо взятьнесколько большим, что легко можетбыть обеспечено путем выбора проходных сечений заборных выемок 16 и каналов 15, которые должны превышатьплощадь поперечного сечения пограничного слоя, которую можно расцитать,в свою очередь, по толщине пограничного слоя для заведомо наиболее неблагоприятного случая (минимальноожидаемые значения чисел Рейнольдса),Таким образом, весь газ, обтекающийзонд, будет введен в систему калориметрирования и измерения расхода,т.епоступающее тепло полностьюучитывается,Одновременно с измерением энтальпии торможения измеряется и давлениеторможения за прямым скачком уплотнения, образующегося у дренажного отверстия 5, что дает дополнительнуюинформацию о потоке,Таким образом, использование предлагаемого проточного калориметрического зонда позволит повысить точностьизмерения энтальпии торможения засчет полного учета теплосодержания15132 и количества газа, взаимодействующего с ним. Выполнение в корпусе каналов системы калориметрирования и всасывания калориметрируемого газа позво 5 ляет исключить защитные экраны, что приводит к уменьшению габаритов и повышению пространственного разрешения зонда, приводящее в конечном итоге к повышению точности. О формула изобретенияПроточный калориметрический зонд, содержащий корпус с заборным отверс тием, подводящие магистрали, первый расходомер, первую и вторую термопары и второй расходомер, включающий в себя расходомерное сопло, первую дренажную пневмомагистраль и третью тер мопару, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности изме" рения при одновременном уменьшении габаритов зонда, в него введена вторая дренажная пневмомагистраль, кон центрично размещенная в первой дренажной пневмомагистрали, при этом корпус выполнен в виде стакана с 536фланцем и крышкой, в дне которого выполнены осевое дренажное отвЕрстие, сообщенное с второй дренажной пневмомагистралью, и соединительные каналы, расположенные тангенциально, а в крышке стакана выполнены осевое отверстие для расходомерного сопла, два симметричных относительно него от" верстия для подсоединения подводящих магистралей и тангенциально расположенные соединительные каналы, в стенке канала по его длине выполнены продольные каналы, чередующиеся между собой с образованием двух групп, и радиальчые заборные выемки перед фланцем, причем каналы первой группы свя-. заны между собой соединительными каналами и подсоединены к подводящим магистралям, каналы второй группы одними концами сообщены с заборными выемками, а другими - с внутренней полостью корпуса, первая и вторая термопары размещены в подводящих магистралях, а третья термопара - в первой дренажной пневмомагистрали, установленной своим концом в расходоСоставитель В,Ярычредактор Ю,Середа Техред М.Ходанич рректор 3, Лончакова Заказ 393 Тираж 491 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 и ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101