SU651249A1 - Способ измерени скорости характеристик потоков жидкостей и газа - Google Patents

Description

кой частипы представл ет собой в фокальной плоскости линзы прерьгоистую лннвю.

На фиг. 1 приведены примеры спектров части другой,, геометрической формы . Дл  иэмеретш  проекций ротора, ортогонад,ных лучу зондирующего иэлучени , необходимо вводить частицы с дифракционными пор дками, имеющие разный период по ос м, например, в виде трехосного эллипсоида, тетраэдра и т. д. Частицы можно изготовить и в форме шара, но материал в этом случ выбирают анизотропный. Светорассеивающими объектами могут быть также градаенты плотности, получаемые, например Б воде, нагретой проволочкой или инфракрасным лазером.

Измерение угловой скорости вращени  частицы в потоке предлагаемым способом основано на преобразовании Фурье, которое осуществл ет собирающа  линза. Если перед линзой находитс  анаггазируемый обьект, то в фокальной плоскости за линзой наблюдаетс  спектр, амплитудное распределение которого не измен етс  при перемещении анализируемого объекта параллельно самому себе. При вращении же светорассеиваю- .ыдаго объекта вокруг оптической оси вращаетс  как целое и его спектр. Измерить угловую скорость МОЖНО с ПОМОпозю вращающегос  или неподвижного фильтра, представл ющего собой негативное изображение спектра, мультиплицированное черэз угол (комбинацию щелей ). Угол выбирают из требований необходимого пространственного осрецне ш  вращательного движени . Причем после оптического фильтра раополага;ют фотоприемник, который регистрирует импульсы светового потока, прощедшего через фильтр. При этом углова  скорость равна известному угловому рассто нию между щел ми, деленному на врем  между импульсами фототока.

Дл  расчета компонент градиента скорости необходимо регистрировать абсолютное значение углов, при которых скорость измерена, и по известным уравнени м рассчитать значение градиента .

На фиг. 2 изображена схема устройства дл  измерени  угловой скорости вращени  выт нуто-сплюснутых частиц 5 дотоке жидкости или грза.

Устройство содержит лазер 1, объектив 2, диссектор 3, регистрирующее устройство 4, исследуемый поток 5.

Устройство работает следующим образом.

Луч лазера 1 проходит через исследуемый поток 5. Рассе нное на частицах излучение собираетс  объективом 2 и фокусируетс  на диссектор 3, расположенный в Фурье-плоскости линзы , электрический сигнал с которого подают на устройство 4. Спиральна  развертка диссектора считывает распределение интенсивности в спектре частиц. Частота развертки должна

превышать, как минимум, вдвое чаототу вращени  частипы. При обработке записи на ЭВМ определ ют угловую скорость вращени  частицы по угловой скорости вращени  спектра вокруг оптической оси прибора и рассчитывают по извест ным формулам градиент скорости и ротор потока.

На фиг. 3 приведена другое устрой- ство реализации предложенного способа .

Устройство содержит источник света 1; коллиматорную систему 6 устройство дл  создани  цилиндрических гра- диентов плотности жидкости в виде

проволочки 7, нат нутой перпендикул рно вектору средней скорости потока в гидроканале , на которую разр жаетс  зар д конденсатора; объектив 2; амплитудную решетку 8; расположенный в Фурьеплоскости объектива 2 фотоприемн к 9; регистрирующее устройство 4, иоследуемую модель 5.

Устройство работает следующим образом .

Световой поток источника 1 проходит коллиматор, далее в исследуемом потоке рассеиваетс  на неоднородное- т х плотности и проектируетс  объективом 2 на амплитудную рещетку 8, изготовленную с или более щел ми . Спектр цилиндрической метки вращаетс  вокруг оси зондирующего пучка и последовательно пересекает щелк развертки. По времени между импулысами фототока, снимаемыми с фотоприемника 9, измер ют угловую скорость вращени  метки.

формула изобретени 

Способ измерени  скоростных характеристик потоков жидкостей и газа.

5

заключакмцийс  во введении в поток светорассеивающих объектов несферической форк«,1, например, в виде паралле .лепипедов, с отношением сторон (l:10:100), зондировании потька световым пучком и регистрации рассе нного излучеии , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  угловой скорости вращени  частиц жидкости или газа, проекцию угловой скорости вращени , параллельную вектору зондирующего излучени , определ ют по угловой скорости вращени  спектра рассеивани  в области дифрак шш Фраунгофера, а ортогональные проекции угловой скорости определ ют в той

496

же области дифракции по измерению рассто ни  между дифракционными максимумами по взаимно перпендикул рным ос м.

Источники информации, прин -Лш во

внимание при экспертизе

1.Ринкевичюс Б. С., Яинна Г. М. Доплеровский метод измерени  скорости вращени  частиц в двухфазном потоке Извести  вузов. Физика , 1974, № 5. 119-121.

2.Трохан А. М. и др. Фотоэлектрический метод измерени  турбулентности высокотемпературных пофокав - Физика горени  и взрыва , 1966, № 1, 112-116.

-- -«Э 1липсоид

f7of}a/7/f(j7enL/mff remff ff/y (Риг1

///