CS256007B1

CS256007B1 - The procedure for measuring the velocity field of small horizontal flow velocities

Info

Publication number: CS256007B1
Application number: CS8410653A
Authority: CS
Inventors: Arnost Dittrich; Sebastian Kepka; Milan Novacek; Ladislav Soucek
Original assignee: Arnost Dittrich; Sebastian Kepka; Milan Novacek; Ladislav Soucek
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS1065384A1

Abstract

Řešení spadá do oboru měření .jakosti filtrů. Účelem je přesné proměření rychlostního pole pomalu proudící tekutiny, například vzdusniny procházející filtračním prvkem. K povrchu filtračního prvku se přikládá sonda, ve které se^teplota části vzdušiny skokově zvýší, čelo takto vznikle teplotní značky prochází kolem dvou čidel teploty, jejichž signál se vyhodnocuje jednak pro určení rychlosti proudění a jednak pro ovládání měřicích cyklů. Využití je možné i v anemometrii sublaminárního proudění pro rychlosti 5 až 200. 10“3m/s.The solution falls into the field of filter quality measurement. The purpose is to accurately measure the velocity field of a slowly flowing fluid, for example air passing through a filter element. A probe is attached to the surface of the filter element, in which the temperature of a part of the air increases abruptly, the front of the temperature mark thus created passes around two temperature sensors, the signal of which is evaluated both to determine the flow velocity and to control the measurement cycles. It can also be used in anemometry of sublaminar flow for speeds of 5 to 200. 10“3m/s.

Description

Vynález se týká postupu měření rychlostního pole malých horizontálních rychlostí proudění, např. při průchodu zkušební vzdušiny plochým filtračním prvkem.The invention relates to a process for measuring the velocity field of small horizontal flow velocities, for example, when passing the test air through a flat filter element.

Rozložení rychlostí filtrovaného media ve filtru lze měřit z výtokových rychlostí z flitru. Obtíž je v tom, že filtrované medium prochází filtrem velmi malými rychlostmi, řádově 10 m/s, které nelze běžnými anemometry měřit s postačující přesností. Měření při vyšších rychlostech zvýšxním průtoku filtrem není možné, protože vlivem nelinearit aerodynamických odporů se změní i rozložení rychlostí. Je dále znám způsob měření rychlostí proudící tekutiny vyznačený tím, že teplota části proudící tekutiny se záměrně změní přivedením například jednoho tepelného impulsu. Tato část proudící tekutiny se změněnou teplotou, zvaná teplotní značka, se indikuje postupně například dvěma čidly citlivými na teplotu, jež jsou umístěna za sebou ve směru proudící tekutiny a jejich»vzájemná vzdálenost je nastavitelné za místem zaváděných tepelných impulsů vytvářejících teplotní značky. Ze sledu snímaných, například elektrických sighélů na svorkách čidel se vyhodnocuje rychlost proudění tekutiny v místě čidel. Tento způsob je ve volné vzdušině nepoužitelný vzhledem k tomu, že při velmi malých rychlostech proudění se teplotní značka ve vzdušině velmi rychle rozpadá, takže v místě čidla není měřitelné.The velocity distribution of the filtered media in the filter can be measured from the effluent flow rates of the sequin. The difficulty is that the filtered medium passes through the filter at very low speeds, of the order of 10 m / s, which cannot be measured with conventional anemometers with sufficient accuracy. Measurement at higher velocities by increasing the flow through the filter is not possible, as the distribution of velocities will change due to the non-linearities of the aerodynamic resistances. A method for measuring the velocity of a flowing fluid is also known, characterized in that the temperature of a portion of the flowing fluid is intentionally changed by applying, for example, one thermal pulse. This portion of the flowing fluid with the temperature change, called the temperature tag, is indicated successively by, for example, two temperature-sensitive sensors positioned one behind the other in the direction of the flowing liquid and adjustable relative to each other. The flow velocity of the fluid at the sensor location is evaluated from a sequence of sensed, for example, electrical power at the sensor terminals. This method is inapplicable in the free air, because at very low flow velocities the temperature mark in the air disintegrates very quickly, so that it is not measurable at the sensor location.

Uvedené nevýhody odstraňuje postup měření rychlostního pole malých horizontálních rychlostí proudění, při kterém se postupně proměřují zvolené body v prostoru proudící tekutiny, například po průchodu zkušební vzdušiny plochým filtračním prvkem. Měření se provádí pomocí sondy. Při průchodu vzdušiny jednotlivými prvky sondy se teplota obrysem sondy vymezeného pramene vzdušiny záměrně skokem zvýší, například průchodem odporovým vysílačem teplotní značky, do kterého se od zvoleného okamžiku přivede proud. Tato část proudící vzdušiny se zvýšenou teplotou se jako teplotní značka indikuje postupně dvěma čidly citlivými na teplotu, kolem kterých čelo takto teplotně ovlivněného pramene vzdušiny prochází ve směru svého pohybu po opuštění vysílače teplotní značky. Podstata vynálezu spočívá v tom, že sonda se přikládáThese disadvantages are overcome by the process of measuring the velocity field of small horizontal flow velocities, in which selected points are gradually measured in the space of the flowing fluid, for example after passing the test air through a flat filter element. The measurement is carried out using a probe. As the air passes through the individual elements of the probe, the temperature is deliberately increased by a contour of the defined air flow probe, for example by passing through a resistive transmitter of the temperature mark, to which current is applied from the selected moment. This elevated temperature portion of the flowing air mass is indicated as a temperature mark successively by two temperature-sensitive sensors around which the face of the temperature-affected air mass passes in the direction of its movement after leaving the temperature temperature transmitter. The principle of the invention is that the probe is attached

258 007258 007

- 2 těsně k povrchu filtračního prvku, ze kterého vystupuje zkuěební vzdušina rychlostí 5 až 200.ÍO“^ m/β. Skoková změna teploty v sondě se vyvolá zapnutím proudu do vysílače teplotní značky. Ten pak vyhřívá postupující pramen vzdušiny, jehož čelo projde kolem prvního čidla k druhému čidlu. Jejich takto vyvolané signály jsou využity pro vyhodnocení měřená rychlosti proudění. Současně se signálem druhého z čidel se odpojí přívod proudu do vysílače teplotní značky. Vysílač tep/otní značky se vlivem obtékání zkušební vzdušinou postupně ochlazuje, takže teplota v pramenu teplotně ovlivněná vzdušiny prdící sondou so postupně zmenšuje tak dlouho, až se náhodným vlivem přirozených fluktuací teploty zkušební vzdušiny teplota v místě prvního čidla zvýší, kterýžto okamžik se vyhodnotí jako signál pro odblokování startu opakování celého uvedeného postupu.- 2 close to the surface of the filter element from which the test air emerges at a speed of 5 to 200 ° C. The step temperature change in the probe is triggered by switching on the current to the temperature mark transmitter. It then heats the advancing spring of air, whose forehead passes the first sensor to the second sensor. Their signals thus generated are used to evaluate the measured flow velocity. Simultaneously with the signal from the second sensor, the power supply to the temperature tag transmitter is disconnected. The temperature / flow markers gradually cool down as the air flows around the test air, so that the temperature in the strand of the temperature-affected air through the farther probe gradually decreases until the temperature at the first sensor rises due to natural fluctuations in the test air. to unlock the start of repeating the entire procedure.

Výhody postupu podle vynálezu spočívají v umožnění praktické aplikace způsobu měření proudění vzdušiny založeného na teplotním značkování vzdušiny pro velmi nízké rychlosti proudění v horizontálním směru na výstupní rovinné ploše filtračního prvku, která je v pracovní nebo zkušební poloze svisle orientovaná. Těsným přiložením sondy k povrchu filtračního prvku se zamezí parazitnímu proudění vzdušiny sondou při neklidné okolní vzdušině q současně se dodrží konstantní vzdálenost vysílače teplotní značky od výstupní rovinné plochy filtračního prvku. Minimální prodleva před opakováním měření v dalším místě filtračního prvku, nutná pro obnovení výchozího teplotně ustáleného stavu sondy, se pro umožnění opakování měřicího cyklu stanoví v závislosti na dosažení skutečného vyrovnání teplot v sondě s teplotou ve zkušební vzdušině.The advantages of the process according to the invention reside in the practical application of a method of measuring the air flow based on the temperature marking of the air for very low flow velocities in the horizontal direction on the outlet plane of the filter element which is vertically oriented in the working or test position. By tightly applying the probe to the surface of the filter element, the parasitic flow of the air through the probe is prevented when the surrounding air is agitated q at the same time maintaining a constant distance of the temperature tag transmitter from the output plane surface of the filter element. The minimum delay before the measurement repeats at the next location of the filter element, necessary to restore the initial temperature steady state of the probe, is determined to allow the probe to realize the temperature equalization in the probe with the temperature in the test air.

V konkrétním případě byl postup měření malých horizontálních rychlostí proudění podle vynálezu proveden sondou na výstupu zkušební vzdušiny po průchodu filtační vložkou pro filtrci vzduchu odsávaného z hermetických zón jaderné elektrárny. Sonda se ve stanoveném místě přiložila těsně k povrchu svisle orientované výstupní plbchy filtrační vložky, ze které vystupovala zkušební «2 vzdušina rychlostí cca 2.10 m/s. Teplota obrysem sondy vymezené ho pramene vzdušiny se v daném okamžiku skokově zvýšila z 20^0 na cca 20,^0 zapnutím proudu do vysílače teplotní značky umístěné v sondě před prvním a druhým čidlem citlivým na teplotu, kolem kterých postupně prošle čelo takto teplotně ovlivněného prameneIn a particular case, the low horizontal flow velocity measurement method of the present invention was performed by a probe at the exit of the test air after passing through a filter cartridge for filtering air drawn from the hermetic zones of a nuclear power plant. At the specified location, the probe was placed close to the surface of the vertically oriented outlet seal of the filter cartridge from which the test air was exiting at a velocity of about 2.10 m / s. The temperature of the contour of the probe of the delimited air stream has suddenly increased from 20 ^ 0 to about 20 ^ 0 by switching on the current to the temperature tag transmitter located in the probe in front of the first and second temperature-sensitive sensors.

- 3 258 007 vzdušiny proudící sondou. Takto vyvolané signály obou čidel byly využity pro vyhodnocení měřené rychlosti proudění z časové prodlevy mezi nimi. Současně se signálem druhého z čidel byl odpojen přívod proudu do vysílače teplotní značky. Vysílač teplotní značky se vlivem obtékání zkušební vzdušinou postupně ochlazoval, takže teplota v pramenu teplotně ovlivněné vzdušiny proudící sondou se postupně zmenšovala, až po 30 a se náhodným vlivem přirozených fluktuací teploty zkušební vzdušiny zvýšila teplota v místě prvního čidla o 0,02 °G. Tento okajnžik se vyhodnotí ako signál pro odblokování startu opkakování celého postupu měření v dalším místě povrchu filtrační vložky, kam se sonda po vyhodnocení - signálu druhého z čidel mezitím přestavila.- 3,258,007 airborne flowing through the probe. The signals of the two sensors thus generated were used to evaluate the measured flow velocity from the time delay between them. Simultaneously with the signal from the second sensor, the power supply to the temperature tag transmitter was disconnected. The temperature marker transmitter gradually cooled due to bypassing the test air, so that the temperature in the strand of the thermally influenced air flowing through the probe gradually decreased, up to 30 and, by chance due to natural fluctuations in the test air temperature, increased the temperature at the first sensor by 0.02 ° G. This time is evaluated as a signal to unblock the start of the repetition of the entire measurement procedure at the next point of the filter element surface, where the probe has meanwhile moved after evaluation of the second sensor signal.

Využití postupu podle vynálezu umožňuje ověřování kvality konstrukce a montáže filtračních prvků, kterou lze posoudit z rovnoměrnosti rozložení výtokových rychlostí zkušební vzdušiny. Vynález lze využít též při výzkumných pracech v oblasti sublaminárních pr oudění.The use of the method according to the invention allows verification of the quality of construction and installation of filter elements, which can be assessed from the uniformity of distribution of the discharge velocities of the test air. The invention can also be used in research work in the field of sublaminar flow.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

256 007

Method of measuring the velocity field of low horizontal flow velocities in which selected points in the flowing fluid space are gradually measured, for example after passing the test air through a flat filter element, by means of a probe. a temperature marker resistive transmitter to which current is applied from the selected moment, and this portion of the flowing air of elevated temperature is indicated as the temperature mark by two temperature-sensitive sensors, around which the face of the temperature-affected air stream passes in its direction leaving the temperature tag transmitter, the flow velocity of the air at the sensors is evaluated from a sequence of, for example, electrical signals at the sensor terminals, characterized in that the probe is placed close to the sensor. at the top of the filter element, from which the test air emerges at a speed of 5 to 200.10 ^J m / s, the step change of temperature in the temperature transmitter is triggered by switching on the power supply to its terminals to the second sensor, whose signal is used both for evaluating the measured flow velocity and for disconnecting the power supply to the temperature marker transmitter, which is gradually cooled due to further bypassing the test air, so that the temperature in the strand of the thermally influenced moving air is gradually decreasing, until the temperature at the location of the first sensor is increased by the random fluctuations in the temperature of the test air, which moment is evaluated as a signal to unblock the start of the repetition of the entire process.