Способ сканирования газожидкостных потоков

Способ сканирования газожидкостных потоков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ, включающий перемещение приемного элемента по окружности с. одновременным поступательным движением по прямой, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности анализа путем создания возможности автоматического выбора необходимой траектории сканирования, осуществляют радиальное возвратно-поступательное перемещение приемного элемента в. плоскости вращения, определяют скорость изменения измеряемого параметра газожидкостного потока, по которой регулируют период вращения и i диапазон возвратно-поступательного . перемещения приемного элемента. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1084650 А

3(59 0 01 Б 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3472911/29-26 (22) 07.82 (46) 07.04.84. Бюл. Р 13 (72) Г.A.Âàæèíñêèé, P.A.Ãàôóðoâ и И.A.Ócàíoâ ,(71) Казанский ордена Трудового ,Красного Знамени и ордена Дружбы на)родов авиационный институт им. A.Í.Òóïîëåâà (53! 543.053 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 724972, кл. G 01 N 1/22, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 836556, кл. G 01 N 1/22, 1978. (54)(57) СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ, включающий перемещение приемного элемента по окружности с.одновременным поступательным движением по прямой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения представительности анализа путем создания возможности автоматического выбора необходимой траектории сканирования, осуществляют радиальное возвратно-поступательное перемещение приемного элемента в. плоскости вращения, определяют скорость изменения измеряемого параметра газожидкостного потока, по которой регулируют период вращения и диапазон возвратно-поступательного I перемещения приемного элемента.

1084650

Изобретение относится к способам подготовки образцов для исследования физических и химических свойств одно-и двухфазных газовых .потоков и может применяться при изучении пульсаций и неравномерности состава, электрофизических свойств потоков.

Известен способ исследования газо. вого потока путем отбора проб через зонд, установленный в газоходе с воз- ð можностью вращения (13.

Недостатком известного способа является то, что приемное устройство загромождает поперечное сечение исследуемого потока и отсутствует возможность быстрой перестройки для снятия информации по другим точкам поперечного сечения потока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сканирования газожидкостных потоков, включающий перемещение приемного элемента по окружности с одновременным поступательным движением по прямой (2 3.

Недостатком указанного способа является низкая представительность анализов для получения информации о локальных и осредненных значениях

e параметров по сечению потока,имеюще-. го нестационарное пространственно- 30 временное распределение значений параметрон,так как сканирование газовой

I L среды осуществляют по цилиндрической поверхности, образуемой винтообразным перемещением приемного элемента. 35

Цель изобретения — повышение представительности анализа путем создания возможности автоматического выбо-ра необходимой траектории,сканирования. 40

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу сканирования газожидкостных потоков осуществляют радиальное возвратно-поступательное перемещение приемного элемента в 45 плоскости вращения, определяют скорость изменения измеряемого параметра газожидкостного потока, по которой регулируют период вращения и диапазон возвратно-поступательного перемещения приемного. элемента.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства для реализации предлагаемого способа (вид сверху ); на фиг. 2 — устройство с приводом сканирования.

Потоки продуктов сгорания,.химически активных и реагирующих смесей, двухфазные (газ+жидкие или твердые частицы ) потоки характеризуются различного рода колебаниями параметров 60 в пространстве и времени. К такого рода параметрам относятся состав газа, температура, давление, скорость движения потока, изменяющаяся поаеличине и направлению, концентрация 65 электронов, сепарация частиц в расширяющихся или сужающихся каналах, локальные изменения коэффициента избытка окислителя. Частично-временной интервал изменения параметров потока и процессов очень широк. Например, время установления химического равновесия колебания от 10-2до 10 6 с, нестационарность переходных процессов регулирования горения,воспламенения, догорания характеризуется временами от 10-1 до 10-9 с, время работы энергетических установок колеблется от долей секунд до нескольких суток и более. Линейные размеры области пульсаций, локальных изменений, циркуляций; вихрей в потоках зависят от конкретного типа и габарита энергетического устройства, в котором протекают исследуемые процессы и от природы самого процесса.

Исследования подобных потоков производят с помощью диагностических систем, которые должны с высокой скоростью и с высокой степенью точности произвести получение и анализ информации.

Способ сканирования осуществляют следующим образом.

Приемный элемент 1, совершающий посредством кривошипно-шатунного механизма 2 возвратно-поступательное перемещение в корпусе 3, одновременно вращается по окружности, описывая в плоскости сканирования траекторию, определяемую кратностью К=1, 2, 3,..., n периодов окружного и ра,циального сканирования. Устанавливаемый в начальный момент времени базовый период вращения Т„ корпуса 3, выбирают, исходя иэ ожидаемой среднестатистической частоты колебаний параметров исследуемого потока и необходимого количества измерений за цикл колебания. Количество возвратно-поступательных циклов К, совершае мых приемным элементом 1 за период вращения, и, соответственно, базовый период возвратно-поступательного перемещения Т<<о= Тоf<, устанавливается передаточным отношением мультипликатора 4 из необходимой представительности анализа, определяемой количеством точек опроса.

Возвратно-поступательное перемещение приемного элемента 1 описывается уравнением

p- R . + — + — с09 4.

- а и г! г т„.

И

Tt, =Т;fКи времени t . Траектория результирующего перемещения, опреде-1084650 ляемая в полярных координатах величиной полярного радиуса и углом его поворота 9, зависит от текущего периода вращения Т; и времени

Автоматическое регулирование скорости сканирования при увеличении 5 или уменьшении скорости изменения измеряемого параметра осуществляется изменением текущего периода вращения Т;, обеспечивающего сохранение заданной пространственно-временной 10 представительности анализа. Изменение величины измеряемого параметра

3 ЬХ. за текущий период вращения

)т;

ЬХ гран 15 ли оно превышает допустимое Т = const, Тo вызывает изменение угловой скорости

:вращения электродвигателя 5 и через приводные валы б и 7 соответственно, частоты сканирования. Изменения 20 дХ ° pХ

06 Т < Т ! о по налагаемым на способ условиям, не приводят к изменению скорости 25 сканирования и период вращения остается равным То=сооМ . При скорости

dA ° изменения параметра, превышаюТ„щей минимально допустимое изменение, 30 ЬХ „ равное оа" «cannot. скорость сканирования возрастает до уровня Т ;„, ограниченного возможностями койструкции применяемого устройства и далее остается постоянной.

Методика регулирования скорости сканирования заключается в сравнении значений параметра Х; и Х;,, измеренных в момент срабатывайия (геркона ) датчика скорости 8,,определяюще- 40

ro значение периода вращения Т; „.

Электрический сигнал, соответствующий взятой по модулю разности значений параметра (Х; „ -Х,. )--(о X .+ ) и

,приведенный к заданной масштабности 45 подается в электрическую цепь ротора асинхронного электродвигателя 5 с фазным ротором для изменения частоты оборотов. Значения периода вращения и отметки времени внутри 50 него используются для определения текущих координат приемного элемента (и М), определяеьых из соотношений

="(° Т.

Ч=Ч(Т,, t), которые в случае организации окружного и радиального. возвратно-поступа тельного перемещений по закону гармонического колебания, выражаются в щ виде = 4 . + — + — > c05(21 2 и, 65 где и, Ч

Т44

h,1 К1,2,3

° ° ° Ф П

Т; — полярные координаты траектории перемещения при. емного элемента, — минимальный радиус ска-. нирования; — диапазон возвратно-поступательного перемещения; — период возвратно-посту,пательного перемещения;

à — количество возвратно поступательных циклов за период вращения; — период вращения приемного элемента, определяе- . мый решением системы уравнений

ЬХ л

T =T при 0= +1 о о (АХ тан

ЬХ

T. =Т ., при т,. т, 1

Т, — базовый (максимальный) период вращения;

ЬХ вЂ” величина изменения измеряllXã Ран емого параметра Х;

=соио1 — скорость изменения парао метра, не требующая изменения скорости сканирова4Х ния; =сопок — скорость изменения парао метра, требующая предельно допустимой частоты ска, нирования; †- — величина изменения параТ; метра за текущий период;

Т,.„ — период предельно допустимой частоты вращения

thin о) — порядковый номер периода; время.

При анализе потоков, в которых изменения режимов носят кратковременный характер, сканирование осуществляется с минимальной частотой и повышается только во время изменения режима.Это приводит к сокращению энергозатрат на привод сканирующего устройства., увеличению сроков его эксплуатации, значительному уменьшению количества поступающей на обработку информации.

Способ позволяет охватывать широкую зону поперечного сечения потока, не загромождая и не внося. в него возмущений. Изменением передаточного отношения скоростей возвратно-поступательного и вращательного перемещений регулированием диапазона радиального возвратно-поступательного колебания приемного элемента достигает1О84е5О а&еиие

p/ЮФФГ4т иг. 2

Составитель Н.Романникова

Редактор Ю.Середа Техред Т.фанта КорректорА.Зимокосов

Заказ 1987/37 Тираж 823 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ся возможность выбора необходимой траектории сканирования. Регулирование в широких пределах скорости сканироЪания обеспечивает заданную представительность анализа при изменении режима течения потока.