Устройство для определения скорости движения газа или жидкости

Устройство для определения скорости движения газа или жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

онаР -.:ЪЗ= -= чг °

Класс 42е, 23

ПЙТЙНТ па ИЗОБР Т1Н И =

ОПИСАНИЕ устройства для определения скорости движения газа или жидкости.

К патенту Г. M. Кондратьева, заявленному 25 сентября 1928 года (заяв. санд. М 33087).

О выдаче патента опубликовано 31 декабря 1929 года. Действие патента распространяется иа 15 лет от 31 декабря 1929 года. ф

Предлагаемое изобретение касается устройства для определения скорости движения газа или жидкости и основано на следующем соображении. Если в поток газа (или жидкости), двйжущийся со скоростью V и имеющий постоянную температуру 8, помещено сплошное твердое тело (однородное и изотропное), предварительно нагретое до .температуры достаточно выше t, то при прочих равных условиях быстрота охлаждения тела зависит от скорости V газа (или жидкости). Когда эта зависимость математически установлена, что делается посредством предварительно поставленных опытов, то можно из наблюдений над быстротой охлаждения тела- найти V.

Охлаждаемому телу придается форма пряmoro кругового цилиндра, а для измерения быстроты охлаждения его, оно соединено с обыкновенным ртутным стеклянным териометром „палочного типа резервуар которого имеет форму длинного, как можно более узкого, цилиндра; термометр плотно заделан в круговой цилиндр и резервуар его расположен по оси цилиндра, тогда как большая часть стержня термометра с нанесенными на ней двумя штрихами выступает из цилиндра: таким образом, весь резервуар термометра окружен веществом кругового цилиндра. На капилляре термометра нанесены 2 штриха L верхний и Х» — нижний; расстояние между ними может быть градуировано на-0,5о, или

0,2о, или 0,1о, но эта градуировка является лишь желательной, а отнюдь не обязательной.

Штрих L» нанесен так, что соответствующая ему температура на несколько градусов выше температур 8 тех потоков газа, скорости которых подлежат измерению; так, например, если потоки имеют температуру не свыше 30о, то штрих Х» должен отвечать температуре, которая несколько выше 30", например 35оПроиежуток времени Х, в течение которого показание термометра падает с L> до L>, служит мерилом быстроты охлаждения цилиндра; . цилиндр охлаждается при определенндй температуре t тем быстрее, чем больше V. Для определения Х по измеренным Т и t служит расчетная формула (" +"" — t)f(V)=@)т... (1)

Здесь и> и и» вЂ” температуры, соответствующие штрихам L> и L», Ф вЂ” константа прибора, зависящая от физических свойств вещества цилиндра, от его размеров и от выбора штрихов L< и L» на стержне тер— 2

Для некоторых пределов значений V (не черезмерно больших и не очень малых) можно взять f (Y) = A+ B gV. Расчетная формула (1) может быть заменена простого вида номограммой.

Способ применения прибора - следующий.

Круговой цилиндр нагревают на лампе или на каком-нибудь другом нагревателе до тех пор, пока ртуть не начнет заполнять грушевидного расширения в верхней части капил- I лярной трубки термометра. После этого прибор помещают в поток газа, скорость V которого желают измерить, и замечают по секундомеру те моменты времени, когда термометр показывает L, и L», отсюда получается время Т, протекшее между этими двумя моментами.

Измеряцт также температуру t потока термометром или термоэлементом и т. п.), Зная константу Ф прибора, определяемую в лаборатории при калибровке прибора, зная T и t, определяют V ao расчетной формуле (1) или заменяющей ее номограмме.

Нормирование прибора может быть произведено после предварительных опытов и некоторых подсчетов. Выбор штрихов L< и L „ обусловлен преимущественно тем, в каких пределах меняется t: для обыкновенных воздушных потоков-(напр. ветра), когда t не выше ЗОо С, можно взять L = 41e, L» =

З8о

В качестве вещества цилиндра следует взять плохой проводник тепла, напр. гипс.

В зависимости от физических свойств вещества цилиндра и пределов изменения t назначаются и размеры цилиндра: высота Z u диаметр основания 2Л.

Для обыкновенных воздушных потоков подходящими размерами могут быть 2 Л=

= 3,5 см и Z= 6,5 — 7 сл, если предположить, что цилиндр сделан из гипса или из вещества, обладающего близким к нему коэфПатент предмета. туре и», из которых последний нанесентак,, что соответствующая ему температура а»,на мометра, f (V) †функц от V определяется эмпирически, напр., можно взять ее в форме

f (")= + фициентом твплопроводности. Когда все указанные здесь величины нормированы, то коэффициенты в выражении ((Г) в расчетной формуле будут найдены посредством калибровки прибора в лаборатории путем сравнения с нормальным анемометром.

Вариантом описанного прибора является прибор, в котором тот же самый, выше упоминавшийся цилиндр, изготовленный из плохого проводника тепла, скомбинирован с дифференциальнойй термопарой, горячий спай которой находится в какой-либо точке внутри цилиндра, а холодный — снаружи, в потоке газа; в цепь термопары включен гальванометр, по показаниям- которого определяется разность температур V горячего и холодного спаев. Расчетной формулой служит формула

f (v) . Т =- k l n (Vj(V» ) (2), в которой V, и Т » означают показания гальванометра, пересчитанные на градусы Цельсия и относящиеся к двум различным моментам времени, между которыми протекло время Т;

Х вЂ” константа прибора; f (V) — функция от V, вид которой определяется посредством предварительных лабораторных опытов. Манипуляции тв жв, как и с прибором 1-го варианта.

1. Устройство для определения скорости, движения газа или жидкости, характеризующееся применением ртутного стеклянного термометра „палочного" типа, резервуар которого, имеющий форму длинного, по возможности узкого цилиндра, плотно заделан по оси прямого кругового цилиндра из сплошного твердого тела, представляющего собой плохой проводник тепла, напр. из гипса, на стержне какового термометра нанесены два штриха L, (верхний), соответствующий температуре и, и Ь» (нижний), соответствующий темпера— 3 тип. <Печатный трур. несколько градусов выше температуры тех потоков, скорость которых подлежит измерению путем наблюдения быстроты охлаждения в них цилиндра от и до ип, с применением соответственной формулы или номограммы и после определения констант данного устройства путем сравнения его действия с нормальным анемометром.2.. В охарактеризованном в п. 1 устройстве применение вместо ртутного термометра дифференциальной термопары, один спай которой заделан внутрь указанного цилиндра, а другой находится снаружи в потоке газа или жидкости.