7.11. Измерение скорости потока жидкости и газа Определение величины скорости потока

Определение величины скорости потока при испытании двигателей производят по уравнению Бернулли. Для газовых потоков малой скорости (M=£0,25) пользуются формулой для несжимаемой жидкости

W=,

где Dр – разность между полным и статическим давлением;

ρ – плотность жидкости.

Для потоков большой скорости используют соотношение

W = λ·α_акр,

где α_акр = .

Коэффициент скорости λ определяется с помощью газодинамических функций в соответствии с величиной , полученной при измерениях, так же как и параметр температуры .

Определение направления скорости в потоках

Для определения направления скорости могут быть использованы методы визуализации потоков. Стенки канала выполняют прозрачными, а поток делают видимым за счет введения специальных наполнителей. Методы визуализации дают хорошие результаты при сравнительно малых скоростях потока (до 50 м/с).

Метод нитей состоит в том, что в поток помещаются на тонких проволочках легкие шелковые нити или флажки (для горячих потоков – из листовой платины), которые принимают положение линий тока при плавном течении или сильно колеблются в зонах отрыва).

Частицы, нити, флажки могут наблюдаться невооруженным глазом или фотографироваться в прямом или отраженном свете. Эти методы успешно применяются при исследовании течений вблизи поверхности тел, а также при определении направления потока и областей затенения в испытательных боксах.

В тех случаях, когда прямой доступ для определения направления потока отсутствует, используют специальные приемники давления.

Чувствительным элементом приемника является сферическая головка, на которой выполнено пять отверстий, четыре из которых расположены симметрично относительно пятого (центрального) отверстия. Принцип действия прибора состоит в том, что в зависимости от направления потока вокруг головки приемника формируется вполне определенное поле давлений, которое регистрируется через отверстия приемника.

Методом сравнения экспериментально полученного поля давлений с имеющимися для каждого приемника образцами аналогичных полей, хранящимися в каталоге, определяют направление потока. В частности, если поле давлений симметрично, то это означает, что приемник ориентирован по потоку. Этим свойством часто пользуются – изменяют при проведении эксперимента положение приемника, добиваясь его ориентации по потоку, тем самым определяя направление потока.