Устройство для измерения распределения давления на поверхности цилиндра в потоке

Устройство для измерения распределения давления на поверхности цилиндра в потоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >994944 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 160781 (21) 3343455/18-10 с присоединением заявки ¹â€”

Р ф К з

G 01 L 19/00

Государственный комитет

СССР ио, делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070283. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 07.02.83

f53) УДК 531. 787 (088. 8 }

Институт физико-технических проблем энергетики.-.

AH HTo o CCP (71) Заявитель, (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ HA ПОВЕРХНОСТИ ЦИЛИНДРА

В ПОТОКЕ

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике и может быть использовано при определении фактического распределения давления на поверхности цилиндрических элементов теплообмена, а тем самым и фактического гидравлического. сопротивления создаваемых или усовершенствуемых теплообменников.

Известны устройства для измерения распределения давления по окружности цилиндра, имеющие по периметру цилиндра равнорасположенные отверстия для отбора давления, которые через трубки и переключающий клапанный механизм подключены к манометрическому прибору f1 ).

Недостатками таких устройств являются сложность их конструкции и значительная погрешность измерения давлений, вызванная наличием теплоаого пограничного слоя, поскольку для исследования теплообменников используются трубчатые элементы с температурой поверхности значительно отличающейся от температуры окружающей среды.

Известны также устройства для измерения распределения давления на поверхности цилиндра в потоке, имеющего одно приемное отверстие, соединенное трубкой с измерителем давления. Для измерения распределения давления цилиндр поворачивают вокруг . оси f2 j.

Этим устройствам также присуща значительная погрешность измерения. вследствие разницы температур по 0 .верхности цилиндра и потока воздуха.

Целью изобретения является повйшение точности измерения при наличии теплового пограничного слоя.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, имеющем измеритель давления, соединенный трубкой, пропущенной внутри металлического цилиндра, с приемным отверстием на его боковой поверхности, участок цилиндра по окружности в зоне приемного отвер стия выполнен иэ электроиэоляционногс термостойкого материала и закрыт полосой из высокоомного материала, концы которой подключены к источнику тока.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для измерения распределения давления, разрез;на фиг. 2 — раэ рез A-А на фиг ° 1; на фиг. 3 - кривые зависимости коэффициента сопротивления С в от числа Рейнольдса йе

994944 при наличии и отсутствии теплового пограничного слоя.

Предлагаемое устройство дпя измерения распределения давления содержит напорный датчик 1, отверстие выполненное в центральной части нагреваемой полосы 2 из высокоомного металла, к которой приварена трубка 3 для отвода давления и термопара 4 для определения и контроля температуры непосредственно возле места отбора давления. Полоса 2 надета на выполненную для удобства сборки из двух частей втулку 5 из электроизоляционного термостойкого материала (например, текстолит, пропитанный бакелитовым лаком f, которая от цельнометаллических цилиндрических частей

6 устройства изолирована тонкой изоляционной втулкой-прокладкой 7. Устройство после сборки скрепляется стяжными болтами 8. К токоподводам

9 подключается источник постоянного тока, к выводам от термопары 10 чувствительный милливольтметр, а к штуцеру 11 измеритель давления.

Измерение распределения давления производится следующим образом.

Цилиндр б устанавливается в канал перпендикулярно к набегающему потоку газа или жидкости, К штуцеру 11 подключается манометр или дифмано- 30 метр, к токоподводам 9 — стабильный источник постоянного тока с устройством регулирования тока, а к выводам от термопары 10 — чувстви-; тельный милливольтметр,по показаниям З5 которого устанавливается и поддерживается необходимая температура поверхности цилиндра. Устройство поворачивается вокруг продольной оси по часовой стрелке (фиг. 2) на опреде- 4Q ленный угол 4Р(например, через 5 или

10 )и после каждого поворота снимаются показания манометра или дифманометра. После этого по известным уравнениям определяется и коэффициент сопротивления цилиндра.

Полученные экспериментальные данные представлены на фиг. 3, где кривая 1 изображает зависимость коэффициента,сопротивления С, от числа 1е при наличии теплового пограничного слоя на поверхности цилиндра при числе Р„ = 0,7 и турбулентности набегающего потока Т„ = 0,7Ф; кривая

2 изображает ту же зависимость при тех же условиях обтекания при отсутствии теплового пограничного слоя.

Применение такого устройства позволяет определить фактическое распределение давления на цилиндрических.. элементах теплообменников, а тем самим и их фактическое гидравлическое сопротивление в нагретом состоянии, а это, в свою очередь, увеличивает точность определения указанных параметров, особенно при больших перепа-. дах температур.

Формула изобретения

Устройство для измерения распределения давления на поверхности цилиндра в потоке, содержащее измеритель давления, соединенный трубкой, пропущенной внутри металлического цилиндра, с приемным отверстием на его боковой поверхности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью . повышения точности измерения при наличии теплового пограничного слоя, в нем участок цилиндра по окружности в зоне приемного отверстия выполнен из электроизоляционного термостойкого материала и закрыт полосой из высокоомного материала, концы которой подключены к источнику тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мерти В.С., Роуз В.К. "Ракетная техника и космонавтика", 1978, т. 1б, Р 2, с. 9.

2. Жукаускас А., Жюгжда Н. Теплоотдача цилиндра в поперечном потоке жидкости. Вильнюс, "Мокслас", 1979, с. 32-33.

994944

Фи У

Фиг. У

ВНИИПИ .Заказ 629/27 Тираж 871 Подписное

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