Измерение скорости текучих сред, например воздушных потоков, измерение скорости твердых тел, например судов, самолетов и т.п., относительно текучей среды: ..с использованием частиц, погруженных в поток текучей среды – G01P 5/20

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано для исследований пространственной структуры потоков газов сложных течений, визуализации процессов образования, течения и затухания пространственных вихревых течений воздуха. Способ включает визуализацию вихревого движения воздушного потока под воздухозаборником работающего ГТД путем введения в поток с заданной концентрацией мыльных пузырей, которые производятся специальным генератором, установленным на земле. Мыльные пузыри распыляют над поверхностью земли на участке не более S=10 м ² под воздухозаборником. При этом с помощью скоростной фотовидеокамеры с различных ракурсов производят регистрацию пространственной структуры течений воздуха под воздухозаборником, движения мыльных пузырей в потоке воздуха. Фиксируют момент образования, время существования вихревого шнура, его интенсивность - по распределению мыльных пузырей вокруг вихревого шнура и границам наземного вихря при испытании ГТД от малых до максимальных режимов работы. Обрабатывают видеоинформацию в соседних кадрах и по изменениям положения мыльных пузырей в пространстве определяют скорости потока в точке пространства, границы вихревого шнура, условия возникновения и затухания вихревых шнуров в зависимости от режима работы двигателя. Технический результат заключается в повышении безопасности работы ГТД на земле. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для измерения скорости жидкости, содержащей частицы. Лазерный велосиметр включает в себя зонд для погружения в жидкость, имеющий открытую область 70 для прохождения через нее жидкости. Зонд включает в себя осветительную систему (81, 82), направляющую пару световых лучей, разделенных зазором, через открытую область 70, и систему сбора света, рассеянного вперед частицами в жидкости. Система сбора имеет общую оптическую ось с осветительной системой и содержит систему фокусировки 86 и отражательный элемент в виде вогнутого зеркала 88 с матированием 90. С зондом посредством кабеля, объединяющего оптические волокна 100, 102 и 96, 98, соединен электрооптический блок, обеспечивающий свет для осветительной системы, получение света, собранного системой сбора, измерение времени между колебаниями рассеянного вперед света, созданными частицами, проходящими через пару световых лучей, и вычисление скорости жидкости, основываясь на времени и расстоянии зазора. Изобретение обеспечивает возможность измерения скорости жидкости с различным профилем потока в трубах разного диаметра, легко устанавливается на больших трубопроводах. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной аэро- и гидродинамики, в частности к оптическим способам исследований структуры потока газа или жидкости на поверхности объектов, и может быть использовано для визуализации течения газа или жидкости на поверхности подвижных объектов. Исследуемую поверхность объекта покрывают слоем вязкой жидкости, на которую наносят оптически инородные твердые частицы в виде плоских тел, размер которых соизмерим с пространственным разрешением приемника изображения, а толщина меньше толщины слоя вязкой жидкости. Под действием внешнего потока частицы перемещаются вместе с вязкой жидкостью, не меняя своего состояния. При интересующем режиме потока газа или жидкости с помощью приемника изображений регистрируют два или более последовательных изображений распределения твердых частиц на исследуемой поверхности объекта. Анализируя зарегистрированную последовательность изображений, определяют параметры движения твердых частиц и из полученных параметров восстанавливают картину течения газа или жидкости на поверхности объекта. Благодаря тому, что частицы смещаются незначительно и не оставляют следов, объект может быть повторно использован для исследования другого режима обтекания. Плоские частицы могут создаваться путем нанесения на поверхность вязкой жидкости капель раствора полимера или жидкого мономера, выбираемого так, чтобы данные капли растекались по поверхности вязкой жидкости, не смешиваясь с ней, и, высыхая или полимеризуясь, образовывали плоские тела. Технический результат заключается в обеспечении возможности исследования течения газа или жидкости на поверхности объектов при ограниченном разрешении приемника изображений. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной аэро- и гидродинамики, в частности к оптическим способам исследований структуры потока газа или жидкости на поверхности объектов, и может быть использовано для визуализации течения газа или жидкости на поверхности подвижных объектов. Исследуемую поверхность объекта покрывают слоем вязкой жидкости (ВЖ), которая содержит оптически инородные, твердые частицы, нерастворимые в ВЖ. Под действием внешнего потока частицы перемещаются вместе с ВЖ. При интересующем режиме потока газа или жидкости регистрируют два или более последовательных изображения распределения твердых частиц на исследуемой поверхности объекта. Анализируя зарегистрированную последовательность изображений, определяют векторы перемещения частиц и восстанавливают предельные линии тока течения газа или жидкости на поверхности объекта. При этом дополнительно определяют распределение толщины слоя ВЖ на поверхности объекта и путем нормирования величины перемещения частиц на толщину слоя ВЖ находят распределение напряжения трения на поверхности объекта. Распределение толщины слоя ВЖ может находиться путем подсчета поверхностной плотности частиц. Если частиц мало или, наоборот, слишком много, то для нахождения распределения толщины слоя ВЖ выбирают люминесцирующую ВЖ, освещают поверхность возбуждающим излучением с известной, например, равной для всех точек исследуемой поверхности интенсивностью и регистрируют люминесценцию ВЖ, которая пропорциональна толщине слоя ВЖ. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения распределения напряжения трения на поверхности объекта и повышении информативности получаемых данных при проведении процесса визуализации. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной аэро- и гидродинамики, в частности к оптическим способам исследований структуры потока газа или жидкости на поверхности объектов, и может быть использовано для визуализации течения газа или жидкости на поверхности подвижных объектов. Способ заключается в размещении слоя вязкой жидкости, содержащей оптически инородные, твердые частицы, нерастворимые в вязкой жидкости на исследуемой поверхности объекта. При этом оптически инородные частицы помещают на поверхности вязкой жидкости или в ее толщу. Под действием внешнего потока частицы перемещаются вместе с вязкой жидкостью, не меняя своего состояния и не оставляя треков. При интересующем режиме потока газа или жидкости регистрируют изображения распределения твердых частиц на исследуемой поверхности объекта при длительной экспозиции. Причем время экспозиции и вязкость вязкой жидкости выбирают так, чтобы смещение свободной поверхности слоя вязкой жидкости под действием внешнего потока за время проведения регистрации серии последовательных изображений на исследуемом режиме обтекания составляло 0,3-3% от размера регистрируемой поверхности. По трекам частиц, образовавшимся на полученном изображении, судят о течении газа или жидкости на поверхности объекта. Технический результат заключается в обеспечении применимости способа визуализации для исследования подвижных объектов при сокращении средств и времени на проведение полного цикла исследований объекта. 2 ил.

Изобретение относится к области экспериментальной аэро- и гидродинамики, в частности к оптическим способам исследований структуры потока газа или жидкости на поверхности объектов, и может быть использовано для визуализации течения газа или жидкости на поверхности подвижных объектов. Способ заключается в нанесении на исследуемую поверхность объекта ансамбля жестко связанных с данной поверхностью оптически различимых маркеров. Затем исследуемую поверхность объекта покрывают слоем вязкой жидкости, содержащей оптически инородные, твердые частицы, нерастворимые в вязкой жидкости. Маркеры и твердые частицы должны быть различимы оптически, например, по размеру, форме, цвету и т.п. Под действием внешнего потока частицы перемещаются вместе с вязкой жидкостью, не меняя своего состояния и не оставляя треков. При интересующем режиме потока газа или жидкости регистрируют два или более последовательных изображения распределения твердых частиц на исследуемой поверхности объекта и одновременно регистрируют изображения ансамбля маркеров на тех же либо на отдельных кадрах. Анализируя зарегистрированную последовательность изображений, определяют параметры движения твердых частиц. По маркерам дополнительно определяют параметры движения объекта как целого и компенсируют параметры движения твердых частиц на движение объекта как целого, восстанавливая, таким образом, параметры движения вязкой жидкости на поверхности объекта. Из полученных параметров движения вязкой жидкости восстанавливают картину течения газа или жидкости на поверхности подвижного объекта. Технический результат заключается в обеспечении применимости способа визуализации для исследования подвижных объектов при сокращении средств и времени на проведение полного цикла исследований объекта. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для диагностики течения жидкостей в канале микрофлуидного насоса или оптического переключателя. Термокапиллярное течение возбуждают пучком света. Измеряют статическую кривизну и суммарную кривизну наблюдаемой визуально боковой поверхности шайбовидного пузырька, деформация которой вызвана термокапиллярным течением. По результатам измерения находят скорость этого течения. Изобретение обеспечивает упрощение диагностики течения в микромасштабе. 3 ил., 1 табл.

Способ визуализации течения газа или жидкости на поверхности объекта включает размещение на исследуемой поверхности объекта слоя вязкой жидкости с оптически инородными частицами, помещение объекта в поток газа или жидкости и получение картины течения газа или жидкости на поверхности объекта. В качестве оптически инородных частиц используют нерастворимые в вязкой жидкости оптически инородные частицы, которые помещают на поверхности вязкой жидкости или в ее толщу. Для получения картины течения газа или жидкости на поверхности объекта регистрируют при интересующем режиме потока газа или жидкости два или более последовательных изображения распределения частиц на исследуемой поверхности объекта, так чтобы смещение свободной поверхности слоя вязкой жидкости под действием внешнего потока за время проведения регистрации серии последовательных изображений на исследуемом режиме обтекания составляло порядка 0,1-1% от размера регистрируемой поверхности, и этот слой мог быть использован для визуализации другого режима течения газа или жидкости. Далее определяют параметры движения частиц в слое вязкой жидкости путем анализа зарегистрированной последовательности изображений и из полученных параметров движения частиц восстанавливают картину течения газа или жидкости на поверхности объекта. Технический результат - повышение эффективности способа визуализации течения газа или жидкости на поверхности объектов за счет обеспечения возможности исследования нескольких режимов течения на одну подготовку объекта. 4 ил.

Изобретение может быть использовано для измерения расхода и количества жидкости или газа в трубопроводах большого диаметра с использованием, например, ЯМР-расходомеров. Через равные временные интервалы на измерительном участке с ламинарным режимом течения в сечении потока организуют границу раздела двух зон, каждая из которых имеет нормированную величину различающего их признака. Детектируют интегральное значение сигнала в объеме интегрирующего детектора ниже по потоку и вычисляют действительное значение средней скорости потока по длине базы и времени ее прохождения потоком для последующего определения расхода. Время прохождения потоком базы находят по отношению амплитуд сигналов последовательных выборок, производимых синхронно с моментами организации границы раздела зон. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения расхода. 1 з.п. ф-лы.