Способ определения поля температур потока

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУР ПОТОКА по авт.св. № 630584, отличающийся , что, с целью обеспечения возможности определения поля температур потока в кольцевой камере, дополнительно измеряют температуру посередине расстояния между отверстиями у стенки и посередине расстояния между контурами. (О 00 со 00

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(5l) G 01 К 13/02

lOCV3APGTBEHHblA КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OllHCAHHE. ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 (61) 630584 (21) 3323590/18-10 (22) 23, 07. 81 (46) 15. 07. 84. Бюл. М 26 (72) Ю.A.Ñïèðèäîíîâ, P.À.Ýàêèðoâ, Ю. Я. Галицкий, В. П. Стельмаков и В.A.Ãàëèöêàÿ

: (53) 536. 532(088. 8) (Ъ6 ) 1. Авторское свидетельство СССР

9 630584, кл. 0 01 N 33/22, 30.10.78. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ

ТЕМПЕРАТУР ПОТОКА по авт.св. М 630584, отличающийся тем, что, с целью обеспечения воэможности определения поля температур потока в кольцевой камере, дополнительно иэмеряют температуру посередине расстояния между отверстиями у стенки и посередине расстояния между контурами.

1103093..Изобретение относится к технике измерения физических параметров пото. ка жидкости или газа и может быть использовано, например, для определения поля температур смеси.

По основному авт.св.N 630584 известен способ определения поля температур потока при смешении взаимно перпендикулярных струй в камере путем замера температуры в ее поперечном сечении, причем температуру одновременно замеряют у стенки и на оси камеры на расстоянии от начала смешения струй, равном или большем 0,8 диаметра камеры.

Но данный способ позволяет доста- 15 точно точно определить поле температур лишь для камер смешения круглого поперечного сечения (для осесимметричного сносящего потока), причем точность определения поля температур с помощью данного способа снижается с уменьшением диаметра отверстий, шага между отверстиями и глубины проникновения поперечных струйй1.

Целью изобретения является обеспечение возможности определения поля температур в кольцевой камере.

Это достигается тем, что согласно способу определения поля температур потока дополнительно измеряют температуру посередине расстояния межцу отверстиями у стенки и посередине расстояния между контурами.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема кольцевой камеры смешения„ на которой осуществлялся предлагаемый способ; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — типичные распределения температур в радиальном направлении; на фиг. 4 -. то же, в окружном направлении.

При проведении экспериментальных исследований по закономерностям сме- шения в камере кольцевого поперечного сечения было установлено, что на расстоянии от начала смешения струй 45

0,8 расстояния между контурами распределения температур реализуются в следующие типы.

В радиальном направлении реализуются лишь три типа распределений 50 .(эпюр), характеризующиеся следующим образом : максимум температуры посередине расстояния между контурами, минимум у стенки камеры; максимум — у стенки камеры, минимум — 55 посередине расстояния между контурами; равномерное распределение температуры в радиальном направлении.

В окружном направлении также реализуются три типа распределений тем- 60 ператур, характеризующиеся следующим образом: максимум температуры — в следе за отверстием, минимум — посередине расстояния между отверстиями; максимум — посередине расстояния 5 между отверстиями, минимум — в следе за отверстием; равномерное распределение температуры в окружном направлении.

Тип распределения температур определяется глубиной проникновения (дальнобойностью) поперечных струй.

Таким образом, температуры,у стенки в двух точках и посередине расстояния между контурами в двух точках (в следе эа отверстием и посередине расстояния между отверстиями) определяют распределения параметров (температур) в радиальном и окружном направлениях, а следовательно, позволяют определить качество смешения.

Пример. Проводится замер полей температур смеси в кольцевой камере при истечении струй из бтверстий в наружном и внутреннем контурах кольцевой камеры перпендикулярно потоку. Принципиальная схема кольцевой камеры смешения, на которой осуществлялся предлагаемый способ, состоит иэ кольцевой низконапорной магистрали 1, высоконапорной магистрали 2, наружного 3 и внутреннего 4 контуров, зоны смешения 5, отверстий 6.

По кольцевой низконапорной магистрали 1, которая образована наружным и внутренним контурами 3 и 4, протекает поток горячих газов. Высоко. напорная магистраль 2 имеет круглое поперечное сечение, и в ней размещена кольцевая низконапорная магистраль 1. По высоконапбрной магистрали

2 протекает поток холодных газов.

В наружном и внутреннем контурах 3 и 4 имеются симметричные отверстия 6, через которые холодный газ в виде струй подается в зону смешения 5 перпендикулярно потоку горячих газов.

Область взаимодействия струй и потока траверсируется гребенкой термопар следующим образом.

Гребенка термопар состоит из 11 хромель-копелевых термопар (ГОСТ

6616-74, вторичный прибор-самописец . типа ЭПП-0,9, КСП-4 и т.д.) и устанавливается в плоскости поперечного сечения камеры смешения на расстоянии от начала смешения струй, равном 0,8 расстояния между контурами.

Сначала для одного значения массового расхода гребенка термопар устанав ливается в следе за отверстием, и замеряется распределение температур в радиальном. направлении. Вращая гребенку термопар относительно оси кольценой камеры в плоскости поперечного сечения, замеряют поля температур в

11 положениях от одного следа отверстия до другого (через определенный полярный угол) в радиальном направлении.

1103093 пючки запира темврааурв

Затем проводят аналогичные замеры полей температуры для различных значений массового расхода.

Исследования полей температур показали, что распределения температур в радиальном направлении в кольцевой камере реализуются в определенные типы: максимум температуры — посередине расстояния между контурами, минимум — у стенки камеры смешения (у одного иэ контуров); максимум — у стенки камеры смешения, минимум— посередине расстояния между контурами; равномерное распределение температуры в камере смешения.

Анализ полей температур показал, что температуры у стенки камеры смешения и посередине расстояния между контурами камеры смешения в следе .за отверстием, а также посередине расстояния между отверстиями являются20 характеристиками в радиальном направлении.

Кривые 7-10 (фиг. 3) изображают. типичные распределения температур в кольцевой камере смешения в радиаль- 25 ном направлении при =0,0708, 4.=0,4, Х=1,0, С, = ча . Здесь

Т2 t — Fa - Х - g TT ,Т = —,t.=-,Р= —,Х = —, Y--,Т= 30 с1 С12 Tq Н Р H Н Т-Т где 6 —; Т вЂ” температура, 1 — шаг между отверстиями; расстояние между контурами цевой камеры смешения; F — площадь;

Х вЂ” абсцисса, У вЂ” ордината. Индексы: 1 — относящий поток, .2 — йоперечные струи; о — отверстие; k — кольцевая камера смешения.

Исследования полей температур показали,что в окружном направлении также реализуются 3 типа эпюр: максимум температуры в следе эа отверстием, минимум — посередине расстояния между отверстиями; максимум — посередине расстояния между отверстиями, минимум — в следе за отверстием; равномерное распределение температур.

Наибольшая неравномерность температурного поля в окружном направлении наблюдалась у .стенки кольцевой камеры смешения (одного иэ контуров).

Таким образом, температуры у стенки кольцевой камеры смешения в следе за отверстием и посередине расстояния между отверстиями являются характеристическими в окружном направлении.

Кривые 11-14 (фиг. 4) изображают типичные распределения температур в окружном направлении при тех же F,.

Х,4 = чс . Здесь 7,= /g, где аппликата.

Итак, замер температур у стенки в двух точках и посередине расстояния между контурами в двух точках, р следе за отверстием и посередине расстояния между отверстиями позволяет получить точную эпюру температур в кольцевой камере смешения.

Предлагаемый способ определения поля температур потока позволяет сократить количество замеров, снизить трудоемкость измерений.

1103093

88

06 цг д

07 08 Ц Т

8=06$

КБ ЯЕ 07 т Я 85 ОБ Т

0= 200 f =ÎÈÕ

04 05 05

0=0470

Фиг.д

10

У

08

Об

0 аа

04 05 Об Т 04 01 Об T д708 ОД r 05 Цб 07 д=п,ю ю=02Ю

М470

О=д_#_5

Фиг.4

Составитель В. Агапова

Редактор H. Швыдкая Техред А. Ач

Корректор A. Ôåðå Hö

Заказ 4943/30 Тираж 823 Подписное

BHNMIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

У ф (8 (д

Ц

Е

ОР

ОР

У

10 ав