Камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости

Камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ййт6итк:1

< 726456

Союз Советск ни

Соцмалистмческнк

Республин опиeaиие

ИЗОБРЕТЕЙ ИЯ (6l ) Дополнительное к ввт. свил-ву(22) Заявлено 18.07.77(21) 2507880/40-23 с присоединением заявки Рй(23 } ПриоритетОпубликовано 05.04.80. Бюллетень ¹ 1З

Дата опубликования описания 08.04.80 (51)М. Кд.

6; 01 М 9/00

Госудерствеииый комитет

А0 делам изобретеиий и открытий (53).УЛK 621.7. .018(088.8), (72) Авторы изобретения

М. Ф. Кулашев, В. Г. Шахов и В. Ф. Чапаев

Краснодарский филиал Всесоюзного научноисследовательского института по монтажным и специальным строительным работам "Монтажспепстрой (71) Заявитель

/ (54) КАМЕРА ДЛЯ ВИЗУАЛИЗА(СИИ ОБТЕКАНИЯ

ТЕЛ ПЛОСКИМ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к разделу тех-. нической физики, а более конкретно к экспериментальной аэрогидродинамике и может быть использовано для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости при проведении лабораторных работ в ВУЗах и научных исследованиях.

Известно устройство для визуализа- ции обтекания тел потоком воды, содержащее гидроканал с прозрачными стенками и устройство для пульсирующей по .дачи визуализирующего вещества - пузырьков водорода (1).

Известна камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости, содержащая канал с прозрачными плоски-. ми стенками, входной участок в виде расширительной емкости, гребенку капилляров, установленную в срединной плоскости канала на выходе из емкости и соединенную с системой подачи визуализирующего вещества, и сливное устройство «2). В канале-зазоре устанавливается исследуемая модель, через входное. устройство в зазор между прозрачными стенками подается рабочая жидкость (вода или глицерин), а через капиллярные каналы поцкрашенная жидкость, образующая тонкие ламинарные струйки, 5 визуализирую.цие линии тока рабочей жидкости между стенками.

Недостатком известной камеры являет ся технопогическая сложность ее изготов1i ления, обусловленная необходимостью обеспечить очень тонкий зазор ме1кду прозрачными стенками (.порядка нескольких десятых долей миллйметра), что в

15 свою очередь приводит к возможности размазывания струек красителя по стенкам камеры. Это требует тщательной шлифовки стекол, что практически невозможно в лабораторных условиях и тре- . бует высокого качества материала стенок

Кроме того, известная камера не позволяет проводить исследовайия моделей, поперечное сечение которых не столь мало, что необходимо, например, для визуа726 456

3 лиэации обтекания моделей со вдувом или отсосом жидкости с их поверхности.

Целью изобретения является упроще« ние технологии изготовления камеры и расширение ее эксплуатационных и экспериментальных возможностей, повышение информативности проводимых исследований.

Поставленная цель достигается эа счет того, что входной участок снабжен выс- 10 .тупом, образующим со стенками расширительной емкости лабиринтный канал.

На фиг. 1 показана предлагаемая камера в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид в плане. 15

Корпус камеры состоит из двух прозрачных стенок 1 и 2, выполненных из органического стекла, разделенных прокладкой 3. К стенке 1 прикреплена емкость 4, например коробчатой формы, ко- 2о торая трубопроводом 5 через клапан 6 соединена с источником жидкости. На стенке 2 закреплен. выступ 7, в теле которого выполнен канал 8, соединенный трубкой 9 через клапан 10 с емкостью

11 для подкрашенной жидкости. Выступ

7 с емкостью 4 образует лабиринтный канал 12. Клапан 10 снабжен электрома гнитным реле 1 3, которое поцключено к мультивибратору 1 4 с вариатором

15. На выступе 7 установлены капилляры 16, соединенные с каналом 8 и расположенные в срединной плоскости зазо1 ра между стенками 1 и 2, которые скреплены с помощью, например, шпилек 17. З5

Камера снабжена сливным устройством

18 с дренажными штуцерами 19 с гибкими трубками 20. Между стенками 1 и 2 устанавливается модель 21.

При открывании крана 6 жидкость по трубопроводу 2 поступает в емкость

4 и заполняет ее, вытесняя воздух через дренажный штуцер 19. Пройдя через лабиринтный канал 12 жидкость попадает в зазор между стенками 1 и 2, обтекает 45 модель 21 и стекает в спивное устройст- во 18. После полного заполнения камеры жидкостью гибкие трубки 20 пережимают и открывают клапан 10. Краска из емкости 11 поступает через канал B в ка-

5.O пилляры 1 6, откуда в виде тонких ламинарных струек 22 попадает в зазор между стенками 1 и 2, заполненный жид-костью; визуализируя таким образом ее

55 линии тока.

После того, как процесс обтекания модели 21 установится, вариатором 15 задают необхоцимый интервал срабатывания реле 13 и подают напряжение и:! мультивибратор 1 4. Поц воздействием периодических сигналов мультивибратор;i реле 13 периодически открывает клапан

10, в результате чего в ламинарных струйках 22 возникают утолщения 23, по расстоянию между которыми опрепел»ют скорость потока вдоль линий тока.

Применение емкости 4 с выступом

7 позволяет увеличить зазор между от . иками 1 и 2 до 3-5 мм, эа счет чего снижаются требования к качеству и: териала, из которого они изготовлены, так что их можно сделать, например, из органического стекла, что упрощает технологию изготовления камеры. Размазывание красителя по, стенкам прецотвращается за счет расположения гребенки капилляров в срединной плоскости зазора между прозрачными стенками 1 и 2 и увеличения ширины канала.

Увеличение зазора становится возможным благодаря успокаивающему действию на поток воды лабиринтпого канала 1 2.

При этом становится возможным также исследование модеделей со вдувом или отсосом жидкости с поверхности обтекаемой модели, так как при такой толщине модели выполнение в ней необходимых каканалов и подвод (отвод) жидкости становится не затруднительным. За счет этого повышается информативность проводимых исследований. Последняя повыР шается также за счет обеспечения воэможности непосредственного измерения скоростей жидкости в линиях тока путем измерения расстояний межцу утолщениями ламинарных струек. Это можно выполнить путем фотографирования полученной картины обтекания модели.

Формула изобретения

Камера для визуализации обтекания тел плоским потоком жидкости, содержащая канал с прозрачными плоскими стенками, входной участок в вице расширительной емкости, гребенку капилляров, установленную в срединной плоскости канала на выходе из емкости и соединенную с системой подачи визуализирующего вещества, и сливное устройство, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения технологии изготовления- и расширения эксплуатационных и экспериментальных возможностей камеры, входной участок снабжен выступом, образующим

72645 со степками рас!шц)ительпой емкостИ лабиринтпый к:: пал.

I 1сточпики инфоГ)мании, при)!ятые во Внимание при экспертизе

1. Клайн, 1 !рауб и др. Использова пие пузырьков водорода для количественно о изучения изменяющихся во времени

6 6 полей скоростей в низкоскоростных водных потоках, "Теоретические основы ин женерных расчетов",. М 2, 1965 г.

2. Пэнкхерст P., Холдер Л. Техника эксперимента в аэродинамических трубах, М. Ин.лит ., 1955 г., фиг. 77, с. 549-551 (прототип).

Составитель В. Шкатов

Редактор М. Васильева Техред М. Келемеш Корректор Е, Папп

Заказ 647/34 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

1,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4