Способ измерения порога кавитации

 

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано при измерениях или контроле газонасыщенных жидких сред, находящихся в движущемся состоянии или под действием знакопеременных давлений и градиентов температур, а также в состоянии гидродинамической или акустической кавитации. Целью изобретения является расширение технологических возможностей измерении за счет проведения их в присутствии шумовых помех. Согласно способу измерения порога кавитации с помощью электролитических датчиков, на которые подают переменное электрическое поле заданной частоты, измеряют электропроводность жидкости, в которой возбуждаются гидродинамические либо акустические поля, и электропроводность жидкости, не подвергающейся воздействию. Измеряют спектры этих электропроводимостей. Известно , что электропроводность жидкости зависит от объема присутствующих в ней газовых пузырьков. Появляющиеся при кавитации пузырьки вызывают изменение электропроводности , при этом спектр электропроводности жидкости качественно совпадает со спектром акустического щума кавитационных пузырьков, который характеризует их объемное содержание и распределение по размера.м. Поэто.му измеряемые спектры сравнивают и по изменению спектра электропроводности жидкости определяют порог кавитации. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 О 01 N 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4161105/25-28 (22) 12.12.86 (46) 07.08.88. Бюл. № 29 (71) ЛГУ им. А. А. Жданова (72) А. Н. Коровин, В. М. Клячко и Н. Г. Семенова (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 310128, кл. G 01 Н 3/06, 1974.

Колесников А. Е. Ультразвуковые измерения. М.: Изд-во стандартов, 1970, с. 160 — 163. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОГА КАВИТАЦИИ (57) Изобретение относится к области измерений и может быть использовано при измерениях или контроле газонасыщенных жидких сред, находящихся в движущемся состоянии или под действием знакопеременных давлений и градиентов температур, а также в состоянии гидродинамической или акустической кавитации. Целью изобретения является расширение технологичес„„SU„„1415 71 А 1 ких возможностей измерений за счет проведения их в присутствии шумовых помех. Согласно способу измерения порога кавитации с помощью электролитических датчиков, на которые подают переменное электрическое поле заданной частоты, измеряют электропроводность жидкости, в которой возбуждаются гидродинамические лиоо акустические поля, и электропроводность жидкости, не подвергающейся воздействию. Измеряют спектры этих электропроводимостей. Известно, что электропроводность жидкости зависит от объема присутствующих в ней газовых пузырьков. Появляющиеся при кавитации пузырьки вызывают изменение электропроводности, при этом спектр электропроводности жидкости качественно совпадает со спектром акустического шума кавитационных пузырьков, который характеризует их объемное содержание и распределение по размерам. Поэтому измеряемые спектры сравнивают и по изменению спектра электропроводности жидкости определяют порог кавитации. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1415171

Изобретение относится к области измеений и может быть использовано при изерениях или контроле газонасыщенных идких сред, находящихся в движущемся остоянии или под действием знакопере ченных давлений и градиентов температур, а также в состоянии гидродинамической или акустической кавитации.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей измерений за счет проведения их в присутствии шумовых помех.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа измерения порога кави тации; на фиг. 2 — зависимость спектра относительной электропроводности жидкости ,от акустического давления.

Устройство содержит генератор 1 высо: кой частоты, измерительную мостовую схему, 2, к выходу которой через селектирующий при бор 3 подключается измерительный прибор 4. Мостовая схема содержит измерительную и, эталонную ячейки 5 и 6. Измерительная

; ячейка 5 помещается в область жидкости,, подвергающейся воздействию силового поля, а эталонная ячейка 6 — в звуконепро ницаемый экран. В качестве ячейки может быть использована широко известная элек: тролитическая ячейка, содержагцая пару электродов.

Способ измерения порога кавитации осуществляется следующим образом.

В исследуемую жидкость, которая подвергалась воздействию силовых полей (гидродинамического или акустического), помещались измерительная и эталонная ячейки 5 и 6, причем последняя защищалась от воздействия кавитации. На мостовую схему 2 подается напряжение от генератора 1 высокой частоты. При этом питание мостовой схемы 2 проводится на частотах, позволяющих пренебречь влиянием приэлектродных явлений, отстроиться по частоте от электромагнитных помех и настроиться на частоту селектирующего прибора 3. Перед измерением мостовая схема 2 предварительного балансируется потенциометром. Изза питания мостовой схемы 2 переменным током с частотой выше частоты акустического поля спектр напряжения на выходе моста получается смещенным на частоту напряжения питания. Меняя последнюю, можно смещать спектр как целое относительно неподвижного селектирующего участка спектроанализатора. Электролитические ячейки 5 измеряют электропроводность жидкости, подвергающейся воздействию силового поля, а ячейка 6 измеряет электропроводМость жидкости, не подвергающейся воздействию. Изменение электропроводности жидкости связано с измеЛо 3

=- — -Р б

Формула изобретения

55 нением объема газопаровых пузырей вне зависимости от их происхождения (кипение, дегазация, гидравлическая и акустическая кавитация) . Появляющиеся при кавитации пузырьки вызывают относительное изменение электропроводности среды, описываемое формулой где о — электропроводность некавитирующей среды;

Ло — изменение электропроводности вследствие наличия пузырьков; — объемное содержание пузырьков.

При акустической кавитации появляется временная зависимость 0(t) и Г(1). В наиболее сложном случае акустической кавитации спектр акустического шума кавитационных пузырьков качественно совпадает со спектром изменения их объемного содержания в жидкой среде и, следовательно, со спектром изменения электропроводности среды. Выходной сигнал с мостовой схемы 2 через селектирующий прибор 3, flpoпорциональный амплитуде анализируемой спектральной составляющей, поступает на измерительный прибор 4. Измеренные значения давления, соответствующие появлению какой-либо гармоники электропроводности жидкости, принимаются за пороги кавитации. То есть, по появлению гармоник (или субгармоник) в измеряемом спектре электропроводности жидкости определяют порог кавитации.!. Способ измерения порога кавитации, заключающийся в том, что измеряют изменения физического параметра жидкости под воздействием силового поля переменной частоты, регистрируют спектр сигнала измеряемого физического параметра и по изменению спектра сигнала и появлению в спектре сигнала гармоник и субгармоник частоты воздействия определяют порог кавитации, отличаюшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей измерений за счет проведения их в присутствии шумовых помех, создают в жидкости переменное электрическое поле заданной частоты, а в качестве физического параметра используют электропроводность жидкости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении порога акустической кавитации, частоту переменного электрического поля выбирают больше частоты воздействия силового поля.

1415171

° — flak а-26Ы й- И7Р х — foA /2 а -,УЙ М/2 о - 5fuk/2

° °

Х

У, 02

07 (Рыг. 2

Составитель Г. Федоров

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 3870/42 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 415

Г1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4