способ определения приведенной скорости потока в каналах
Классы МПК: | G01P5/14 путем измерения разности давлений в текучей среде |
Патентообладатель(и): | Батенин Александр Вячеславович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-05-26 публикация патента:
20.02.1996 |
Использование: в измерительной технике при контроле работы различного рода аэро- и гидромеханических установок. Сущность изобретения: приведенную скорость потока определяют путем определения отношения величин двух статических давлений, измеренных в двух сечениях канала, в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси, что позволяет повысить точность измерений и уменьшить вносимые в поток искажения. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИВЕДЕННОЙ СКОРОСТИ ПОТОКА В КАНАЛАХ, основанный на измерении отношений информативных параметров, одним из которых является статическое давление, измеренное в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала, отличающийся тем, что в качестве второго информативного параметра используют дополнительное статическое давление в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала, лежащей до или после плоскости измерения основного статического давления, причем приведенная скорость потока в соответствующих сечениях канала определяется какгде K - показатель адиабаты;
P1 и P2 - измеренные величины основного и дополнительного статического давлений соответственно;
F1 и F2 - площади соответствующих сечений канала. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измерение дополнительного статического давления осуществляют в сечении, величина площади которого лежит или в диапазоне 0,93 < F2 / F1 < 0,97 или 1,03 < F2 / F1 < 1,07.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле работы различного рода аэро- и гидромеханических установок. Известен способ определения скорости потока в трубах, заключающийся в измерении перепада статического давления либо между двумя сечениями трубы широким и узким (например, трубка Вентури), либо между давлением в канале и атмосферой (сопло), при этом для определения скорости необходимо проведение тарировки [1]Однако, данный способ предназначен для измерения абсолютных, как правило, малых скоростей, и требует наличия трубопроводов специальной формы и специальной тарировки. Известен способ определения приведенной скорости потока, заключающийся в измерении отношений двух давлений в одном сечении: полного (заторможенного) и статического, которые измеряются с помощью специальных зондов или насадков, устанавливаемых в проходном сечении трубопроводов [2]
Расчет приведенной скорости потока производится по известной формуле газовой динамики. Использование известного способа связано с применением специальных зондов или насадков, загромождающих проходное сечение каналов и труб, что приводит к изменению профиля скоростей в исследуемом объекте и обуславливает низкую точность измерений и их сложность. Изобретение направлено на решение такой технической задачи как уменьшение искажения течения потока в каналах и повышение достоверности измерений статического давления, а следовательно, и приведенной скорости потока. Это достигается за счет того, что в способе определения приведенной скорости потока в каналах, основанном на измерении отношения информативных параметров, одним из которых является статическое давление, измеренное через отверстия, расположенные в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала, в качестве второго информативного параметра используют дополнительное статическое давление, отверстия для измерения которого также расположены в плоскости, перпендикулярной продольной оси канала, но лежащей до или после плоскости измерения основного статического давления, а приведенную скорость потока в соответствующих сечениях канала определяют как
k показатель адиабаты;
Р1 и Р2 измеренные величины основного и дополнительного статического давлений, соответственно;
F1 и F2 площади соответствующих сечений канала. При этом измерение дополнительного статического давления может быть осуществлено в сечении, величина площади которого лежит в диапазоне 0,93<F<SUB>21<0,97 или 1,03<F<SUB>21<1,07.<P> На фиг. 1, 2 показаны примеры реализации способа определения приведенной скорости потока в каналах, 1 канал, скорость потока в котором подлежит измерению; 2 отверстия для измерения основного статического давления; 3 то же, для измерения дополнительного статического давления; 4 измеритель отношения давлений; 5 вычислитель; 6 зонд для измерения статических давлений. Способ определения приведенной скорости потока в каналах реализуется следующим образом. При отсутствии движения потока в канале 1 статические давления, измеренные с помощью отверстий 2, 3, будут равны между собой. При увеличении скорости потока величины указанных давлений будут изменяться, причем их изменение будет происходить в разной степени в зависимости от скорости потока. Так, например, при расположении отверстий 3 в плоскости F1, лежащей до плоскости F2 (по направлению потока), величина дополнительного статического давления будет меньше величины основного (при дозвуковом течении) и, наоборот, при расположении отверстий 3 в плоскости F3, лежащей после плоскости F2, его величина будет больше основного статического давления. Указанные давления по импульсным трубкам передаются в измеритель 4 отношения давления, выходной сигнал которого поступает в вычислитель 5, осуществляющий расчет приведенной скорости потока по указанной расчетной формуле. Выбор величины расстояния между плоскостями измерений (см. фиг. 1) зависит от градиента изменения площади канала, диапазона изменения скорости потока и может быть осуществлен расчетным путем. При проведении измерений в каналах переменного сечения (см. фиг. 1) проведенные экспериментальные исследования показали, что наиболее оптимальными являются расстояния, определенные в зависимости от величины площади сечения канала, т. е. лежащие в следующих диапазонах их изменения: либо 0,93<F<SUB>21<0,97, либо 1,03<F<SUB>21<1,07.<P> Данный способ может быть реализован и при измерениях статических давлений с помощью специального насадка 6 (фиг. 2), расположенного в проходном сечении канала. В этом случае поставленный технический результат достигается вследствие отсутствия необходимости использования насадки для измерения полного давления. Таким образом, использование данного способа определения приведенной скорости потока в каналах позволяет осуществить построение измерительных систем различных параметров потоков, в том числе и сверхзвуковых, без применения различного рода устройств, создающих сопротивление протекающему потоку среды (насадков полного давления, термопары и т.п.).
Класс G01P5/14 путем измерения разности давлений в текучей среде