SU491897A1 - Способ измерени скорости и турбулентности потока жидкости - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано при исследовании полей скорости и характеристик турбулентности потока жидкости.

Известны способы измерени  скорости .и турбулентности потока жидкости, основанные на создании оптически наблюдаемых меток, пузырьками таза и регистрации их движени .

Недостатком этого способа  вл ютс  невысока  точность, небольшое врем  существовани  меток и ограниченный диапазон измер емых скоростей, св занные с всплыванием II растворением мелких газовых пузырьков.

Предлагаемый способ отличаетс  от известных тем, что пузырьки газа диаметром 0,04- 0,126 см создают в нижней части исследуемого объема жидкости.

Это позвол ет повысить точность и расширить диапазон измерений в среде с градиентом плотности по высоте.

Вертикально всплываюш.ие мелкие газовые пузырьки, следуюш,ие поодиночке или с заданной частотой вследствие эффекта увеличени  перенос т жидкость из одного сло  на другой. Плотностна  метка - спутный гидродинамический след за всплываюш.им газовым пузырьком - тонка  «нить жидкости, в которой значение плотности и коэффициента преломлени  отличаетс  от их значени  на далшом уровне в окружающей среде. Измер  

с помощью теневого прибора положение метки в различные моменты времени после ее образовани  наход т распределение горизонтальной компоненты скорости течени  в исследуемом сечении потока.

Основным достоинством плотностной метки  вл етс  большое врем  жизни. В данном случае врем  существовани  плотностной метки, образуемой спутной струей более т желой жидкости, возникающей за всплывающим пузырьком газа, более чем на пор док больше времени существовани  тепловой метки при одинаковых способах из регистрации и составл ет при теплеровской регистрации 25-35 с.

Другим достоинством оптической метки, создаваемой спутной струей за всплывающим газовым пузырьком,  вл етс  ее высока  контрастность по сравнению с другими типами оптических меток, что позвол ет использовать дл  ее регистрации р д оптических методов: теневой, теплеровский, интерферометрический и примен ть различные способы ее регистрации - фотографический или фотоэлектрический .

Дл  повышени  точности измерений необходимо , чтобы в спокойной жидкости пузырек двигалс  равномерно и пр молинейно, что выполн етс , если число Рейнольдса R, определенное по радиусу г и скорости всплывани 

пузырька V не превышает 220. R 2 vr/v, , где v - кинематическа  в зкость. Таким образом, оптимальный приведенный диаметр пузырька 0,,126 см, скорость его всплывани  ,4 (см/с).

Диаметр метки составл ет около 0,8 диаметра образующего метку пузырька и не измен етс  заметно со временем, что повышает точность определени  ее центра при теневой регистрации. При регистрации движени  метки одновременно с ее созданием в каждый момент времени известно положение образующего метку всплывающего газового пузырька, поэтому с ее помощью можно проводить измерени  скорости и турбулентности в потоках со сдвигом.

Регистриру  размер и форму метки с помощью теневой или теплеровской системы фотоаппаратом при стробоскопическом или непрерывном освещении или кинокамерой, измер ют скорость и турбулентность в заданном месте, а примен   несколько меток можно измерить характеристики полей скорости и турбулентности. Ввиду длительного времени жизни, высокой контрастности и неизменности диаметра метки оказываетс  возможным регистрировать скорость жидкости свыше 10-2 см/с с погрешностью пор дка 1%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  скорости и турбулентности потока жидкости, основанный на создании оптически наблюдаемых меток пузырьками газа и регистрации их движени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона измерений в среде с градиентом плотности по высоте, пузырьки газа диаметром 0,04-0,126 см создают в нижней части исследуемого объема жидкости .

   Приоритет исчисл ть с 16.05.73.