Способ исследования структуры турбулентных, переходных и ламинарных течений

Способ исследования структуры турбулентных, переходных и ламинарных течений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 149926

Класс 42k, 20

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Подписная группа Л0 172

В. В. Струминский и В. М. Филиппов

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ТУРБУЛЕНТНЫХ, ПЕРЕХОДНЫХ И ЛАМИНАРНЫХ ТЕЧЕНИЙ

Заявлено 16 ноября 1961 г. за ¹ 751866/40-23 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 17 за 1962 г, Существующие способы исследования структуры потока жидкости и газа имеют существенные недостатки. Так, при измерениях зарождения и развития турбулентных неоднородностей потока с помощью термоанемометра возникает необходимость введения в поток насадка, который может в некоторой степени влиять на характер течения; аппаратура термоанемометра громоздка и сложна в эксплуатации; термонить насадка имеет незначительную механическую прочность.

Предлагаемый способ позволяет производить анализ структуры и формы потока без внесения инородных возмущений в движущийся поток с помощью сравнительно несложного оборудования. Этот способ исследования структуры турбулентных, переходных и ламинарных течений основан на явлении рассеяния светового потока. Для его осуществления световой поток пропускают через исследуемый участок среды, получаемый при этом рассеянный свет регистрируют фотоумножителем (фотосопротивлением) .

Выходной сигнал фотоумножителя может быть зарегистрирован на осциллографе или подан на спектроанализатор. Кроме того, для определения среднеквадратичной величины пульсационного компонента предварительно усиленный выходной сигнал фотоумножителя может быть измерен с помощью термопреобразователя.

На чертеже схематически изображено устройство, применяемое для осуществления указанного способа исследования структуры течений.

Устройство состоит из осветителя с объективом и диафрагмой 1, оптико-механической системы для отбора рассеянного света из исследуемого участка с фотоумножителем 2, усилителя 8, блока измерения выходного сигнала фотоумножителя 4 (осциллограф, спектроанализатор, термопреобразователь) . № 149926

° ч

При исследовании структуры течений световой поток 5 из освети1еля пропускаю через исследуемый участок среды б, заключенной в трубу 7. С помощью оптико-механической системы для отбора рассеянного света "световосй поток 5 передают на фотоумножитель. Выходной сигнал с фотоумножителя усиливают с помощью усилителя и в зависимости от характера дальнейших исследований подают на один из элементов блошка измерения выходного сигнала фотоумножителя (осциллограф, спектроанализатор или термопреобразователь) . При этом по частоте и амплитуде выходного сигнала фотоумножителя судят о структуре исследуемого течения.

Если жидкОсть находится в состоянии покоя или очень медленно течет, то никаких колебаний величины рассеянного светового попжа практически не наблюдается. При приближении скорости течения жидкости к ее критическому значению уже в ламинарном потоке возникают заметные колебания интенсивности рассеянного светового потока. В переходной области течения потока амплитуда этих колебаний значительно усиливается. Дальнейшее увеличение скорости течения жидкости приводит к возникновению, наряду с низкочастотным, более высокочастотных пульсаций, а при полностью развитом турбулентном потоке низкочастотные пульсации исчезают, сменяясь высокочастотными пульсациями.

При проведении исследований предложенным способом пульсационный компонент рассеянного светового потока для ламинарного течения отсутствует. В турбулентном потоке возникающий пульсационный комгонент рассеянного света приводит к появлению на выходе фотоумножителя сигнала переменной величины. Переменная составляющая выходного сигнала, вызванная пульсационным компонентом рассеянного светового потока, усиливается и регистрируется на блоке измерения.

Предлагаемый способ позволяет проводить анализ структуры течения без внесения инородных возмущений в движущийся поток и по имеющемуся заключению обладает промышленной полезностью.

Предмет изобретения

Способ исследования структуры турбулентных, переходных и ламинарных течений, преимущественно жидкостей, основанный на явлении рассеяния светового потока, с использованием в качестве регистрирующей и анализирующей аппаратуры фотоумножителя (фотосопротивления), шлейфового (катодного) осциллографа или спектроанализатора, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния инородных возмущений, вызванных внесением, например, зонда,в исследуемую среду, световой поток пропускают через исследуемую среду, рассеянный свет регистрируют фотоумножителем, полученный сигнал подают на шлейфовый осциллограф или спектроанализатор и по частоте и амплитуде записанного сигнала судят о структуре исследуемого течения. № 14992á г

Редактор О. Д Ус Техред А. А, Кудрявицкая Корректор P. М. Рамазанов

Подп. к печ. 23 VII-62 г. Формат бум. 70#108 /, Объем 0,26 изд.

Зак. 7827 Тираж 1000 Цена 4 коп.

ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Центр, М Черкасский пер., д. 2/6.

Типография ЦБТИ, Москва, Петровка, 14.