Способ определения давления разреженного газа на поверхность

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 657760 Союз Советск ивСоциалистическиеРеспубликво делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ РАЗРЕЖЕННОГО ГАЗА НА ПОВЕРХНОСТЬИзобретение относится к измерениюдавления, в частности к определениюлокального силового воздействия компонент верхней атмосферы на поверхностьдвижущегося аппарата,Известны способы определения давления разреженного газа на поверхность 11.Пьезоэлектрический способ одинаково хорошо может быть использованпри измерениях в неравновесном газеи газовых смесях, в том числе и приналичии Физико-химических превращений на поверхности,Однако присутствие заряженнойкомпоненты или реакции на поверхнос 15ти связанные с изменением зарядаатомов или молекул, ухудшает точностьизмерения этим способом. Точность измерения также падает когда темпераФ20тура пьезокристалла изменяется подвлиянием внешних факторов. Использование пьезоэлектрического способа вдинамике разреженного газа ограниче 2но вследствие недостаточной локальности при измерении малых давлений и влияния касательных напряжений.Деформационный способ определениядавления на поверхность также используется при измерениях в неравновесном газе и газовых смесях, в томчисле при наличии Физико-химическихпревращений на поверхности,Однако при изменении температурыупругого элемента, имеющего непосредственный контакт с окружающим газом,его точность ухудшается. При измерениях этим способом низких давленийне может быть достигнута требуемаялокальность измерения, т.е. использование модулятора набегающего потокаискажает течение у поверхности.Способ дренирования, основанийна измерении давления газа в полости, соединенной с поверхностью дренажным каналом, с последующим расчетомдавления газа на поверхность, приводит при его использовании в динамиНаиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ2 определения давления газа на поверхность, заключающийся в измерении давления газа в полости 1 и разности давления на внешнюю и внутреннюю стороны поверхности ) весового элемента ЬР и в нахождении давления на поверхность из условия баланса сил, действующих на весовой элемент по формуле Р ф Р, + ЬР. ИзвестныйПспособ сводит задачу определения давления на поверхность - давление на внешнюю поверхность весового элемента, в задачу определения давления на внутреннюю поверхность весового элемента.В простейшем случае изотермических условий внутри полости и известного состава газовой смеси, при которых использовался известный способ, давление на внутреннюю поверхность весового элемента Рравно давлению внутри полости РО и для измерения РО возможно использование обычного датчика давлещюй 2.. Недостатком известного способа является потеря точности определения. давления на поверхность за счет того, что в условиях неизотермичности, т.е. когда температура весового элемента не равна температуре стенок полости, давление на внутреннюю сторону весового элемента не равно давлению газа в полости и за счет того, что при неизвестном составе смеси ошибки измерения давления разреженного газа в полости существующими дат,чиками давления могут быть неприем" лино велики. При неизвестном составе газовой смеси ошибки измерения давле 3 8 ке разреженного газа к большим ошибкам.Недостаток способа в этом случае состоит в том, что для определения давления на поверхность необходимо заранее знать характеристики падаю" щего на поверхность потока и закон взаимодействия с поверхностью. Этот способ может быть использован для слабо разреженного газа в узком диапазоне углов падения, кроме это" го гаэоотделение внутри полости-сильно влияет на точность измерений. Применение способа для определения давления на поверхность газовых смесей приводит к дополнительным ошибкам. 57760 4ния в полости связаны с тем, чтоиспользуемые датчики низких давленийфактически измеряют давление не прямо, а косвенно, при этом их чувствительность к давлению зависит от некоторого числа параметров, в частности от состава газовой смеси. Ошибкиот незнания действительной чувствительности датчика давления могут1 О достигать нескольких сот процентов.Таким образом, известный способ теряет точность, когда измерения проводят в газовых смесях неизвестногосостава и или ) в условиях неизотер 15 мичиости внутри ПОлости,Цель изобретения - повышение точности определения давления на поверхность разреженной газовой смеси неизвестного состава в условиях неизо"р,термнчности внутри полости.Поставленная цель достигается тем,что при определении давления разреженного газа на поверхность, включающем измерение разности давлений на5 внешнюю и внутреннюю стороны весовогоэлемента, проводят измерение порциональиого состава газовой смеси внутриполости, температуры стенок полостии весового элемента и определяют давЗО ление газа .на поверхность по формулеР,щьФмТ у 1 ) ХИ,Гтгде Р - искомое давление раэреженно 35го газа на поверхность;ЬР - разность давлений на внепв.ней и внутренней сторонахвесового элемента:К .постоянная Больцмана;40То - температура стенок полостиТо - температура весового элемента;И - концентрация в полости-Йокомпоненты газовой смеси.На чертеже представлена схема,поясняющая способ.Сущность предлагаемого способаопределения давления разреженногогаза на поверхность заключается в50измерении дополнительных параметров,позволяющих рассчитать поправкуна неизотермичность внутри полостий учесть ее при определении давленияна поверхность Р, в определениидавления газовой смеси неизвестного .55состава в полости не путем. неточного,адосредственного измерения, а болееточным измерением парциального состава смеси с последующим определением857760 Зак 2277 е 8 Тираж 907НИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж,ьРаушская наб ПодписноеССРд. 45 ППП Петен Фил Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель О. Сафонов дактор Н. Рогулич Техред Л.Пекарь Корректор М. Шаро