SU1150546A1

SU1150546A1 - Способ измерени скорости жидкости

Info

Publication number: SU1150546A1
Application number: SU833571846A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Леонидович Беновицкий; Владимир Иванович Демченко; Анатолий Иванович Модзалевский
Priority date: 1983-04-04
Filing date: 1983-04-04
Publication date: 1985-04-15

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЖИДКОСТИ, состо п(ий в том, что в по;«5 tii. :,,.. ток ввод т индикатор с отличной от потока прозрачностью, провод т непрерывное измерение прозрачности в фиксированном измерительном сечении и определ ют врем прохождени индикатором заданного рассто ни , по которому суд т о скорости., о т л ичающийс том, что, с цепью повышени точности измерени малых величин скорости, предварительно выдел ют в потоке ограниченный объем, охватывающий измерительное сечение, ввод т в зтот объем индикатор, затем, сообщают выделенному объему движение совместно с контролируемым потиком, а врем прохождени индикатором заданного рассто ни определ ют от начала движени выделенного объема до момента удалени его из измерительного сечени .

Description

СЛ

О У1

4ia Од 1 Изобретение относитс к измерител ной технике и может быть использовано дл измерени малых скоростей потока жидкости и дл лабог аторных исследований главным образом открытых потоков жидкости. Известен способ измерени малых скоростей открытых потоков жидкостей с помощью поплавков. В качестве поплавков могут примен тьс твердые тела. Дл измерени скоростей потоков на глубине поплавок состоит из двух частей: верхнего (поверхностного ) поплавка и глубинного fij . Измерение скоростей с помощью таких поплавков св зано со значительной погрешностью, так как при этом измер етс фактически средн ркорость Глубинного и поверхностного поплавков. Указанные способы уточне ни таких измерений делают их весьм трудоемкими. Кроме того, с помощью твердьк поплавков нельз измерить скорости жидкости в руслах, имеющих различные преп тстви , например вод ную растительность в реках и каналах рассредоточенную по живому сечению. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению вл етс способ измерени скорости жидкости с помощью жидкого индикатора, заключающийс в определении времени прохождени жидким индикатором (например, капле подкрашенной жидкости) заданного рассто ни в потоке, при этом регис рацию индикатора осуществл ют путем измерени прозрачности потока {2J . Однако в любом потоке жидкости происходит расплывание (диффузи ) введенной капли жидкого индикатора. Если при больимх скорост х это св зано с турбулентностью потока, то при малых скорост х движение жидкости ламинарное и диффузи жидкого индикатора происходит главным образом в продольном направлении. Это обусловлено наличием сил трени между отдельными сло ми жидкости, а также торможением части потока водной рас тительностью. При этом границы индикатора быстро расплываютс , станов тс неопределенными и их практи чески невозможно точно зафиксировать Кроме того, увеличиваютс размеры Рведенной капли жидкого индикатора при ее движении вместе с потоком. 62 Причем скорости расплывани (диффузии ) индикатора соизмеримы с величинами малых скоростей потоков. Цель изобретени - повьш ение точности измерени малых величин скорости жидкости. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу измерени скорости жидкости, включающему введение в поток жидкого индикатора, отличающегос от потока по прозрачности , непрерывное измерение прозрачности в фиксированном измерительном сечении и определение времени прохождени индикатором заданного рассто ни , по которому суд т о скорости , предварительно вьздел ют в потоке ограниченный объем, охватываюпц й измерительное сечение, ввод т в этот объем индикатор, затем сообщают выделенному объему движение, совместно с контрЬлируемым потоком, а врем прохождени индикатором заданного рассто ни определ ют от начала движени выделенного объема до момента удалени его из измерительного сечени . Непрерывное измерение прозрачности жидкости в зоне потока, заполненной индикатором, позвол ет установить зависимость изменени прозрачности во времени m(t) при движении жидкого- индикатора через датчик измерител прозрачности. Интеграл этой зависимости, вз тый в интервале от 0 (начало измерени ) до i Т, , представл ет собой площадь фигуры в системе координат i и m , ограниченной кривой m (tj, Эта интегральна площадь равна площади пр моугольника в этих же координатах со сторонами, равными m (значение м (t ) при максимальном затемнении) и Т (времени прохождени индикатором рассто ни Р в случае отсутстви продольной диффузии . Следовательно, выражение дл Т определ ет тот промежуток е, . времени t-o за который Т , жидкий индикаторпрошел бы вместе с потоком рассто ние i в случае отсутстви продольной диффузии. А поскольку скорость потока жидкости ° подставл вместо Т его выражение, получаем формулу дл V На фиг. 1 схематично изображен участок потока при измерении его

скорости, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, план.

Способ осущестил етс следующим образом.

В поток 1 опускают перегородки 2, выдел камеру 3, в которую ввод каплю жидкого индикатора (подкрашенную жидкость той же плотности, что и жидкость в потоке). Перегородки могут опускатьс до дна потока 1, как показано на фиг. 1, либо на некоторую глубину от свободной поверхности потока 1 . В камере 3 размещают датчик А устройства 5 дл измерени прозрачности. В качестве датчика 4 используетс , например, фотодиод, освещаемый источником света 6, Датчик 4 размещают на рассто ние 6 от первой по ходу движени поперечной перегородки 2 камеры 3.

Когда жидкий индикатор заполнит всю камеру 3, убирают перегородки 2. Индикатор начинает двигатьс вместе с потоком 1 через датчик 4. Из-за

наличи диффузии индикатора в продольном направлении прозрачность потока по мере перемещени индика7 тора измен етс . Соответственно измен етс сигнал, передаваемый от датчика 4 устройству 5. После полного прохождени индикатора через датчик 4 сигнал устанавливаетс посто нным, соответствующим прозрачности жидкости без индикатора. Непрерывна регистраци сигнала от датчика производитс , например, самописцем.

В процессе движени жидкого индикатора через датчик 4 самописец опишет кривую зависимость п (i) интеграл которой затем вычисл ют как интегральную площадь, например, с помощью планиметра.

Скорость жидкости определ ют по формуле дл V,

Данный способ позвол ет измер ть скорости потоков до значений пор дка нескольких тыс чных долей сантиметра в секунду. СГ

.

////

//:

/////////1

////////

фиг./

- //xV/// //// 6

Фиг. 2 2f / //A//V //////y/y X. , -TTzXy .. . v..-.

Claims

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЖИДКОСТИ, состоящий в том, что в по ток вводят индикатор с отличной от потока прозрачностью, проводят непре рывное измерение прозрачности в фиксированном измерительном сечении и определяют время прохождения индикатором заданного расстояния, по которому судят о скорости, о т л ичающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения малых величин скорости, предварительно выделяют в потоке ограниченный объем, охватывающий измерительное сечение, вводят в этот объем индикатор, затем.

сообщают выделенному объему движение совместно с контролируемым потоком, а время прохождения индикатором заданного расстояния определяют от начала движения выделенного объема до момента удаления его из измерительного сечения.