Устройство для определения скоростей двухфазного потока
Использование: для определения скоростей газа и частиц в процессах газотермического нанесения покрытий. Сущность изобретения: устройство для определения скоростей двухфазного потока содержит ферму 1, размещенный на ней вал 5 и установленные на валу разделительный диск 7 (ближний к источнику потока 8) и измерительный (дальний) диск 10. В дисках 7 и 10 выполнены сквозные отверстия 11 и 12, равноудаленные от оси вращения дисков. Измерительный диск 10 снабжен механизмом углового перемещения относительно разделительного диска 7 и защитным экраном 14. Защитный экран 14 установлен соосно диском 7 и 10 в междисковом промежутке и имеет собственный привод углового перемещения относительно измерительного диска. Устройство позволяет получать раздельную информацию о скоростях газовой и дисперсной фаз. 6 ил.
Изобретение относится к экспериментальной газодинамике и может быть использовано при исследовании высокотемпературных струйных течений "газ-инерционные частицы" в процессах газотермического нанесения покрытий.
Известно устройство для измерения скорости потока частиц, состоящее из двух дисков, один из которых выполнен с отверстием /щелью/ /1/. Недостатком данного устройства является невозможность определения с его помощью скорости газа. Известно устройство для измерения скорости жидких частиц в двухфазном потоке /2/, содержащее вал с двумя установленными на нем дисками, имеющими равноудаленные от оси вращения отверстия. Недостатком прототипа является невозможность определения с его помощью скорости газа, а также невозможность получения раздельной информации о скоростях движения газа и частиц за один процесс измерения. Задачей изобретения является повышение информативности эксперимента - получение раздельной информации о скоростях движение газа и частиц в процессе одного измерения. Задача решается за счет того, что в устройстве для определения скоростных характеристик двухфазного потока, содержащем ферму, размещенный на ней вал и установленные на валу разделительный /ближний к источнику потока/ и измерительный /дальний/ диски с равноудаленными от оси вращения отверстиями, измерительный диск снабжен механизмом углового перемещения и защитным экраном, установленным на нем соосно в междисковом промежутке, причем защитный экран имеет собственный привод углового перемещения относительно измерительного диска. Конструктивная схема устройства представлена на чертеже, где на фиг. 1 изображено общее расположение его элементов, а на фиг. 2 и 3 вид защитного экрана сверху в положении "закрыто" и "открыто" соответственно. На фиг. 4 и 5 показаны осциллограммы сигнала от датчика давления газа, соответствующее случаям частичного и полного прохождения газовой порции исследуемого потока через отверстие в измерительном диске. На фиг. 6 показано взаимное угловое расположение проекции отверстия разделительного диска на измерительный относительно отверстия измерительного диска и относительно пятна напыленных частиц после проведения измерения. Устройство содержит ферму 1 с выполненным в ней пазом 2, двигатель 3, ременную передачу 4, вал 5 со шпонкой 6, разделительный диск 7 /ближний к источнику 9 потока 8/ и измерительный /дальний/ диск 10. В дисках 7 и 10 выполнены равноудаленные от их оси вращения сквозные отверстия 11 и 12. Измерительный диск 10 выполнен с пальцем 13 и снабжен механизмом углового перемещения и защитным экраном 14. Механизм углового перемещения измерительного диска 10 включает в себя две винтовые пары: винт 15 гайка 16. /гайка 16 содержит палец 17/ и винт 18 гайка 19, подшипники 20, 21 и 22 и фиксатор /на чертеже не указан/ углового положения винта 15. Защитный экран 14 измерительного диска 10 выполнен с пазом 23, снабжен подшипником 24 и собственным электромагнитным приводом углового перемещения, якорь 25 которого установлен непосредственно на защитном экране 14, а сердечник с обмоткой 26 на ферме 1. Винт 18 выполнен с продольным внутренним пазом, в который входит шпонка 6 вала 5. Разделительный диск 7 жестко закреплен на валу 5, а измерительный диск 10 на гайке 19. Гайка 19 в осевом направлении зафиксирована с помощью подшипника 20, соединенного с ней и с разделительным диском 7. Винт 18 соединен с гайкой 16 посредством подшипника 21. Винт 15 установлен на основании фермы 1 посредством подшипника 22. Палец 17 гайки 16 расположен в пазу 2 фермы 1. Палец 13 измерительного диска 10 размещен в пазу 23 защитного экрана 14. Измерительная часть устройства, кроме измерительного диска 10, также включает в себя датчик давления газа 27, осциллограф 28, частотомер 29, угломер с нониусом 30 и стрелку угломера 31. Стрелка угломера установлена на разделительном диске 7 с возможностью углового перемещения вокруг его оси и имеет фиксатор положения /на чертеже не показан/. На фиг. 1 6 обозначено: 32 проекция отверстия 11 разделительного диска 7 на измерительный диск 10; 33 пятно напыленных частиц; L междисковое расстояние;


где: L расстояние между дисками 7 и 10, м;
n частота вращения дисков 7 и 10, об/с;
a центральный угол между проекцией 32 отверстия 11 разделительного диска 7 на измерительный диск 10 и отверстием 12 измерительного диска 10 /см. фиг. 6/, град. b центральный угол между проекцией 32 отверстия 11 разделительного диска 7 на измерительный диск 10 и пятном напыленных частиц 33, град. Использование изобретения позволяет получать раздельную информацию о скоростях газовой и дисперсной фаз в процессе плазменного напыления за один акт измерения. Это, в свою очередь, позволяет повысить информативность и производительность эксперимента.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6