Способ определения профиля скоростей потока жидкости в трубе

Способ определения профиля скоростей потока жидкости в трубе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

б я б» я О т 8 н;.,: «Б < i r

ОПИС

295583

„ Сок)з Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельстг)а №

Заявлено 07.VIII.1969 (Ю 1854508/18-10) М11К В 06Ь 1/06 с присоединением заявк!!

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

О)5уол)!кона))о 12.11.1971. Вк)лл! )С))!. ¹ 8

Дт! а 05! у!)л il l!OH!1 li llil О!11)с)! il l ill 1. 1 ) . 1.) / 1

УДК 534.2:681.121 (088.8) Автор изобретения и заявитель

В. A. Павловский

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА

ЖИДКОСТИ В ТРУБЕ u=f (u).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в работах, связанных с исследованиями в области гидроаэродинамики.

Известны способы определения профиля скоростей потока жидкостей в трубе llo сечению путем посылки в поток зондирующих ультразвуковых волн.

Однако эти способы дают некоторую интегральную характеристику профиля скоростей потока, а не сам профиль.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что источник излучения последовательно перемещают в выоранном сечении трубы перпендикулярно направлению излучения, измеряют отклонения характеристик движения ультразвуковой волны, посылаемой в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось трубы, определяют площади сечений пространственной эпюры скорости в плоскостях движения ультразвуковой волны и по полученному набору площадей сечений и расстояниям плоскостей движения ультразвуковой волны до оси трубы получают профиль скоростей отока жидкости»о сечению.

На фиг. 1 изображена пространственная эгнора скорости и сечение ее плоскостью, параллельной плоскости, проходящей через ось трубы; на фиг. 2 — график зависимости площади сечений 5, пространственной эпюры скорости от расстояния у плоскости, проходящей через ось трубы; на фиг. 8 принципнал! ная схема измерения площади сечения пространственной эпюры скорости.

Введем систему координат оху=- так, чтобы ось ох совпадала с осью трубы, Ось og — в продольной плоскости трубы. а oz — в поперечной плоскости.

Скорость т) движения частицы жидкости бу10 дет направлена вдоль oc» or.

В общем случае управление профиля скоростей можно нердставить в виде некоторой фУнкн!!)! (I 01 к!юР ll)н;l! I), 1. с.

15 т) = Г(У)

Пространственная эпюра скоростей в круглой цилиндрической трубе представляет сооой фпг) р 3 в1) а !цс)! !! я, повеpr HOOTü кото ро!! oi)p II30вана вращением профиля скоростей ABCD, 20 лежащего в плоскости хоу вокруг осН ох (фиг. 1) .

Если для простанственной эпюры взять набор сечений плоскостями, параллельными пекоторо)! фиксн1)ова иной плоскости хо2, !О Il.1025 щади $„этих сечений будут некоторыми функциями 1 от координаты у, т. с.

Вид этой зависимости (фиг. 2) однозначно

ä0 определен видом поверхности фигуры враще295583

Откуда

Я„= с6. ния, в следовательно, и видом профиля скоростей потока жидкости в трубе.

Если излучать ультразвуковую волну поперек потока параллельно некоторому фиксированному направлению oz (фиг. 1), то будет наблюдаться снос ультразвуковой волны в направлении движения потока.

Величина сноса будет зависеть от координаты у, т. е. где 6 — величина волны.

Известна зависимость: сноса ультразвуковой где S, площадь сечения пространственной эпюры скоростей в плоскости, в которой движется ультразвуковая волна; с — скорость ультразвука в исследуемой жидкости.

В общем случае, при произвольном значении координаты у, можно записать

5 = сб (у) =f (e).

Рассмотрим принципиальную схему измерений по данному способу.

Источник 1 ультразвуковых колебаний излучает ультразвуковую волну параллельно некоторой фиксированной плоскости xoz. Приемник 2 регистрирует величину сноса луча, пропорциональную площади сечения пространственной эгпоры скоростей в трубе в плоскости

35 движения волны, которая параллельна плоскости xoz.

Величина сноса передается в блок 8 измерения площадей сечений пространственной эпю ры скоростей.

Трубопровод 4 имеет специальную измерительную вставку 5, выполненную из материала, скорость распространения звука в котором равна скорости распространения в исследуемой жидкости.

Источник 1 и приемник 2 перемещаются по противоположным граням вставки 5 вдоль оси оу. Блок 8 регистрирует значения площадей сечений пространственной эпюры скоростей в зависимости от величины смещения источника

1 и приемника 2 от центра трубы вдоль оси у.

Предмет изобретения

Способ определения профиля скоростей потока жидкости в трубе по сечению путем посылки в поток зондирующих ультразвуковых волн, отлича ощайся тем, что, с целью получения информации о распределении скоростей потока жидкости в трубе по сечению, источник излучения последовательно перемещают в выбранном сечении трубы перпендикулярно направлению излучения, измеряют отклонения характеристик движения ультразвуковой волны, посылаемой в плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через ось трубы, определяют площади сечений пространственной эпюры скорости в плоскостях движения ультразвуковой волны и по полученному набору площадей сечений и расстояниям плоскостей движения ультразвуковой волны до оси трубы получа ют профиль скоростей потока жидкости по сечению.

295583

4 и с

Д Д Руг 3

Составитель И. Н. Гольденбург

Редактор С. И. Хейфиц Техред 3. Н. Тараненко Корректор Т. А. Абрамова

Заказ 738/6 Изд. № 322 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета пс делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2