Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА ЗА СОПЛОМ ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ ИСТЕЧЕНИИ - Патент РФ 2097716
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА ЗА СОПЛОМ ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ ИСТЕЧЕНИИ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА ЗА СОПЛОМ ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ ИСТЕЧЕНИИ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА ЗА СОПЛОМ ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКОМ ИСТЕЧЕНИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: съемное сопло 1 с косым срезом устанавливают в одной из стенок камеры 10. Через отверстие в другой стенке камеры вводят один конец штанги 2, соединенный с термозондом 4, и герметично закрепляют с помощью сильфона 16. Термозонд и штанга, второй конец 6 которой закреплен в координатном устройстве 7, выполнены со сквозными осевыми отверстиями. Торец термозонда 4, обращенный к выходному срезу сопла, устанавливают в заданном сечении потока газа и при установившемся режиме истечения, с помощью координатного устройства 7 сканируют это сечение термозондом. Сканирование ведут при различном давлении в камере 10, которое устанавливают с помощью регулирующего запорного устройства 17. Выпуск газа из конца 6 штанги осуществляется в окружающую среду или в вакуумную камеру 24. В процессе сканирования измеряют сигнал термодатчика в виде термопары 5, размещенной внутри термозонда. По изменению температуры судят о наличии неоднородности температурного поля за выходным срезом сопла при сверхкритическом истечении газа. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2097716
Класс(ы) патента: G01K13/02
Номер заявки: 94042117/28
Дата подачи заявки: 28.11.1994
Дата публикации: 27.11.1997
Заявитель(и): Ерченко Герман Николаевич
Автор(ы): Ерченко Герман Николаевич
Патентообладатель(и): Ерченко Герман Николаевич
Описание изобретения: Изобретение относится к способу определения неоднородности температурного поля газового потока, возникающей при сверхкритическом истечении из сопла, реализация его позволяет изучить ранее неизвестное физическое явление и оно может быть использовано в различных отраслях науки и техники, в частности в энергетике, авиационной, химической газовой промышленности и других, использующих сопла со сверхкритическим истечением газа. Также вышеуказанный способ определения неоднородности температурного поля газового потока открывает широкие возможности для решения ряда недоступных (в силу неизвестности явления) в настоящее время вопросов, связанных с вредным влиянием вышеуказанной неоднородности газового потока за соплом при сверхкритическом истечении в различных энергоустановках и других устройствах и механизмах, где возникает вихревое течение потока.
Известен способ определения изменения температуры газа при дросселировании, заключающийся в том, что газ при начальных параметрах поступает во входную камеру, протекает через пористую пробку в промежуточную камеру, далее через легко проницаемую набивку, снабженную электрическим нагревателем, в выходную камеру, при этом зона, где температура газа отличается от первоначальной, изолирована теплоизоляцией, а изменение температуры газа, протекающего через прибор, контролируется дифференциальной термопарой и включенным в ее цепь нульгальванометром [1]
Недостатком такого способа определения изменения температуры газа при дросселировании является невозможность его использования по целому ряду причин для определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении.
Известен также способ измерения температурного поля с помощью термоэлемента для реакционной камеры с повышенными температурой и давлением, закрепленного в держателе, перемещаемом относительно реакционной камеры с целью ввода в эту камеру, в которой установлены повышенные температура и давление, стенка камеры снабжена отверстием для прохода термоэлемента через него и связанным с этим отверстием уплотнением, при этом с внешней стороны первое уплотнение окружено вторым уплотнением с образованием между ними промежуточной камеры, которая герметизирована этими уплотнениями относительно реакционной камеры и атмосферы [2]
Недостатком такого способа измерения температурного поля газового потока является невозможность определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ измерения температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении, заключающийся в установке за выходным срезом сопла штанги, одним концом соединенной с термозондом, в котором размещен термодатчик в виде термопары, а вторым концом закрепленной в координатном устройстве, обеспечивающем продольное перемещение штанги для установки термозонда в заданное сечение потока, и поворот штанги, сканировании термозондом потока газа в ряде поперечных сечений при установившемся режиме истечения из сопла путем перемещения зонда в разных направлениях в пределах выбранного сечения, и измерении термоЭДС термопары [3]
Недостатком такого способа измерения температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении является невозможность установления неоднородности температурного поля газового потока при вышеуказанном истечении, так как он не позволяет выборочно при сканировании зондом отобрать внутрь последнего элемент потока, а также ему присущи и другие недостатки.
Цель изобретения разработка способа определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении.
Указанная цель достигается тем, что в известном способе определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении, заключающемся в установке за выходным срезом сопла штанги, одним концом соединенной с термозондом, в котором размещен термодатчик в виде термопары, а вторым концом закрепленной в координатном устройстве, выполненном с возможностью установки торца термозонда, обращенного к выходному срезу сопла, в заданном сечении потока, сканировании этого сечения термозондом при установившемся режиме истечения с помощью координатного устройства и измерении термоЭДС термопары, сопло, выполненное съемным, устанавливают в одной стенке камеры, конец выполненной со сквозным осевым отверстием штанги, соединенный с термозондом, выполненным съемным, со сквозным осевым отверстием с острой входной кромкой, и покрытым сверху слоем теплоизоляции, вводят в камеру через отверстие в другой стенке и герметично закрепляют с помощью сильфона, размещенного снаружи камеры, а сканирование потока газа в заданном сечении осуществляют при различном давлении в камере, которое устанавливают с помощью запорного регулирующего устройства, размещенного с возможностью сообщения полости камеры с внешней средой, при этом провода термодатчика выводят из камеры через штанги или в месте ее соединения с термозондом.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с аналогами и прототипом позволяет сделать вывод о наличии новых отличительных признаков, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".
В известных науке и технике решениях нами не обнаружены совокупности отличительных признаков заявляемого решения, проявляющих аналогичные свойства и позволяющих достичь указанный в цели изобретения результат, следовательно, решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия".
На фиг. 1 представлено устройство для определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении; на фиг. 2 координатное устройство; на фиг. 3 ползун; на фиг. 4 схема неоднородного температурного поля в потоке воздуха при сверхкритическом истечении из сопла.
В способе определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом 1 при сверхкритическом истечении (фиг. 1), заключающемся в установке за выходным срезом сопла 1 штанги 2, одним концом 3 соединенной с термозондом 4, в котором размещен термодатчик в виде термопары 5, а вторым концом 6 закрепленной в координатном устройстве 7, выполненном с возможностью установки торца 8 термозонда 4, обращенного к выходному срезу сопла 1, в заданном сечении потока, сканировании этого сечения термозондом 4 при установившемся режиме истечения с помощью координатного устройства 7 и измерении термоЭДС термопары, сопло 1, выполненное съемным, устанавливают в одной стенке 9 камеры 10, конец выполненной со сквозным осевым отверстием 11 штанги 2, соединенной с термозондом 4, выполненным съемным, со сквозным осевым отверстием 12 с острой входной кромкой 13, и покрытым сверху слоем теплоизоляции, вводят в камеру 10 через отверстие 14 в другой стенке 15 и герметично закрепляют с помощью сильфона 16, размещенного снаружи камеры 10, а сканирование потока газа в заданном сечении осуществляют при различном давлении в камере 10, которое устанавливают с помощью регулирующего запорного устройства 17, размещенного с возможностью сообщения полости камеры 10 с внешней средой, при этом провода 18 термодатчика 5 выводят из камеры 10 через штангу 2 или в месте ее соединения с термозондом 4.
При этом термозонд 4 может быть выполнен изогнутым (фиг. 1); стенки осевого отверстия 12 термозонда 4 могут покрываться слоем теплоизоляции (фиг. 1); штанга 2 может снабжаться комплектом сменных термозондов 4 (фиг. 1); термопара 5 может устанавливаться в углублении, выполненном в слое теплоизоляции (фиг. 1); площадь проходного сечения полой штанги 2 может превышать площадь проходного сечения полого термозонда 4 (фиг. 1); в стенке камеры 10 может быть выполнено по меньшей мере одно отверстие 19 со штуцером 20, снабженным набором сменных шайб 21 и заглушкой 22 (фиг. 1); конец штанги 6, выступающий из камеры 10, через дополнительное регулирующее запорное устройство 23 может соединяться с вакуумной камерой 24 (фиг. 1); камера 10 может выполняться со смотровыми окнами 25 (фиг. 1).
Способ определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении связан с открытием, сделанным автором, ранее неизвестного явления, заключающегося в образовании за выходным сечением сопла с косым срезом, из которого происходит истечение газа со сверхзвуковой скоростью, потока с неодинаковой температурой (точнее изменяющейся скачкообразно) частиц газа по его сечению.
Сущность способа состоит в следующем. За выходным срезом сопла 1 (фиг. 1), из которого происходит сверхкритическое истечение газа, устанавливается штанга 2, одним концом 3 соединенная с термозондом 4, в котором размещен термодатчик в виде термопары 5, а вторым концом 6 закрепленная в координатном устройстве 7.
Штанга 2 служит основанием для закрепления термозонда 4, а координатное устройство 7 обеспечивает перемещение термозонда 4 в трех координатных направлениях (x, y, z) и поворот его на угол ±ϕ вокруг своей оси в обе стороны от среднего положения и, таким образом, позволяя производить сканирование термозондом 4 выбранного сечения потока газа, осуществляя при этом с помощью термодатчика 5 и быстродействующего регистрирующего прибора 26, связанного проводами 18 с вышеуказанным термодатчиком 5, регистрацию термоЭДС термопары 5, а соответственно температуры газа.
По обнаружению изменения температуры при сканировании выбранного сечения за выходным срезом сопла 1 при установившемся режиме истечения судят о наличии неоднородности температурного поля газового потока.
Выполнение термозонда 4 со сквозным осевым отверстием 12 с острой входной кромкой 13 обеспечивает наиболее благоприятные условия для входа отбираемого элемента потока газа внутрь термозонда, предотвращая перемешивание частиц газа, имеющих разную температуру, при входе в термозонд 4. Через сквозное осевое отверстие 11 штанги 2, соединенной с термозондом 4, осуществляется выпуск газа, проходящего через термозонд 4, во внешнюю среду.
Для возможности фиксирования положения термозонда 4, точнее центра его входного отверстия, по отношению к выходному срезу сопла 1, а также возможности изменять давление среды, в которую происходит истечение газа, сопло 1, выполняемое съемным, устанавливают в одной стенке 9 камеры 10, а штангу 2 вводят в камеру 10 через отверстие 14 в другой стенке 15 и герметично закрепляют с помощью сильфона 16, размещенного снаружи камеры 10, в координатном устройстве 7.
Сильфон 16 дает возможность за счет своей деформации перемещать штангу 2 с термозондом 4 в процессе измерений температурного поля газового потока в трех координатных направлениях (x, y, z), как указывалось выше. При этом соединение штанги 2 с сильфоном 16 обеспечивает возможность поворота штанги 2 на угол ±ϕ вокруг своей оси, благодаря чему в необходимых случаях достигается изменение положения плоскости входного сечения термозонда 4 по отношению к плоскости выходного среза сопла 1.
Крепление сопла 1 в стенке 9 камеры 10 осуществляется с возможностью изменения положения его выходного среза по отношению к плоскости входного сечения термозонда 4.
Сканирование потока газа в заданном сечении осуществляют при различном давлении в камере 10, которое устанавливают с помощью регулирующего запорного устройства 17, размещенного с возможностью сообщения полости камеры 10 с внешней средой. Регулирующее запорное устройство 17 позволяет поддерживать давление в камере 10 постоянным в процессе измерений температуры при сканировании термозондом 4 сечения потока газа на заданном режиме истечения. А возможность изменять давление в камере 10 при сканировании потока газа в заданном сечении расширяет возможность установления возникающей неоднородности температурного поля газового потока при сверхкритическом истечении.
При высоких давлениях газа на входе в сопло 1, а соответственно, больших удельных объемах газа на выходе из сопла 1, с целью обеспечения достаточной пропускной способности при выходе газа из камеры 10 наружу вместо одного регулирующего запорного устройства 17 может быть установлено по меньшей мере два таких устройства 17.
Давление в камере 10 может также поддерживаться ниже атмосферного, для чего через регулирующее запорное устройство 17 камера 10 сообщается с отсасывающим устройством 27 (фиг. 1).
Для уменьшения влияния потока газа, движущегося снаружи термозонда 4, на измеряемую температуру газа, движущегося внутри вышеуказанного термозонда 4, последний покрывается сверху слоем теплоизоляции.
Провода 18 термодатчика 5 выводятся из камеры 10 через штангу 2 или в месте ее соединения с термозондом 4.
Рассмотрим ниже сущность открытого автором физического явления при использовании рассматриваемого способа определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении. Обнаруженное неоднородное температурное поле при сверхкритическом истечении из сопла возникает не в струе, которая движется на расстоянии от выходного сечения сопла и которая исследована Г.Н. Абрамовичем, а непосредственно за кромкой сопла в зоне узкого сечения, где устанавливается критическая скорость. За выходной кромкой давление ниже критического, поэтому на ее срезе распространяется волна разрежения. За срезом сопла поток перерасширяется, возникает система косых скачков уплотнения. Скорость вдоль линии тока в косом скачке с уменьшением давления за соплом может достигать значительных сверхзвуковых значений.
Более раннее расширение одних элементов объема газа (воздуха) в потоке происходит с преобразованием не только своей внутренней энергии в кинетическую, но и рядом сосуществующих элементов объема газа за счет резкого уменьшения температуры первых элементов. В свою очередь дорасширение других элементов объема газа происходит уже в других окружающих их условиях и при более низкой их температуре, что приводит в конечном итоге к тому, что температура этих, других, элементов объема газа в конце процесса дорасширения оказывается самой низкой.
Таким образом, непосредственно у среза сопла (вплотную у среза сопла или на входе в первую "бочку") возникает неоднородное температурное поле, в котором сосуществуют элементы потока газа (частицы: молекулы и атомы), температура которых по отношению друг к другу, как следует из вышеприведенного, имеет различное значение, т.е. изменяется по сечению выходящего из выходного сечения сопла потока скачкообразно и хаотично и нет плавного ее изменения в соответствии с изменением давления или местного значения скорости (осевой) в сечении потока от его оси к периферии.
Рассматриваемый способ определения (как констатации) неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении реализуется через измерения температурного поля в сечении потока, а сам факт наличия вышеуказанной неоднородности температурного поля устанавливается по наличию разницы (DT) в измеренных температурах. При реализации рассматриваемого способа определения неоднородности температурного поля внутрь термозонда 4 при сканировании выборочно поступает элемент потока, средняя температура которого фиксируется регистрирующим прибором 26 (фиг. 1), так как температура характеризует свойства некоторого элемента объема газа в целом и не имеет смысла для одной или нескольких молекул. Сам процесс обнаружения разницы в температурах (ΔT) элементов газа в заданном сечении потока за выходным сечением сопла при сверхкритическом истечении носит случайный характер.
В зависимости от геометрии выходного среза сопла 1 термозонд 4 может выполняться прямым и изогнутым (фиг. 1). Стенки осевого отверстия 12 термозонда 4 могут покрываться слоем теплоизоляции для уменьшения влияния движущегося снаружи термозонда потока газа на измеряемую величину температуры выделенного элемента потока газа внутри термозонда.
В зависимости от геометрических размеров, формы выходного среза сопла 1, режимных давлений на входе и выходе газа из него используются термозонды 4 с различной площадью проходного сечения сквозного осевого отверстия 12 и различной формой сечения отверстия на входе в термозонд 4, включая его начальный участок, примыкающий к входному сечению сквозного отверстия 12, для чего штанга 2 снабжается комплектом сменных зондов 4 (фиг. 1).
Входной участок термозонда 4, обращенный в сторону выходного среза сопла 1, может выполняться с входным отверстием круглой, прямоугольной, овальной или иной форм, что определяется достигаемыми результатами измерения температуры при сканировании выбранного сечения потока газа с целью определения неоднородности его температурного поля.
В зависимости от размеров сопла 1, что определяет целесообразность выбора площади проходного сечения сквозного осевого отверстия 12 термозонда 4, а также от площади сечения термоэлектродов и параметров газа и других условий термопара 5 внутри термозонда 4 может размещаться с зазором относительно его стенок или может быть установлена в углублении, выполненном в слое теплоизоляции. Термопара 5 может устанавливаться в непосредственной близости от входного сечения в сквозное осевое отверстие 12 термозонда 4 или на некотором расстоянии от указанного сечения.
Для уменьшения гидравлического сопротивления движущемуся газу через сквозное осевое отверстие 11 штанги 2 площадь проходного сечения вышеуказанного отверстия 11 штанги 2 выполняется больше площади проходного сечения сквозного осевого отверстия 12 термозонда 4. форма сечения сквозного осевого отверстия 11 штанги 2 может быть различной, при этом площадь проходного сечения сквозного осевого отверстия 11 может сохраняться одинаковой на всей длине штанги 2, а в отдельных случаях вышеуказанная площадь проходного сечения может изменяться по длине штанги 2.
При больших объемных расходах газа через камеру 10 целесообразным является выполнение в стенке камеры 10 в дополнение к регулирующему запорному устройству 17 по меньшей мере одного отверстия 19 со штуцером 20, снабженным набором сменных шайб 21 и заглушкой 22, служащей для закрытия штуцера 20 при отсутствии необходимости его использования для выпуска газа из камеры 10 (фиг. 1).
Выпуск газа из свободного конца 6 штанги 2, выступающего из камеры 10, может осуществляться в атмосферу, а также вышеуказанный конец 6 штанги 2 может быть через дополнительное регулирующее запорное устройство 23 соединен с вакуумной камерой 24, в которой поддерживается постоянное режимное давление. Благодаря соединению свободного конца 6 штанги 2 с вакуумной камерой 24 можно компенсировать потерю давления при движении газа внутри полой штанги 2, а также улучшить условия прохода газа внутри полого термозонда 4 при малом проходном сечении последнего, что при прочих равных условиях не оказывает влияния на характер определяемой неоднородности температурного поля газового потока при сверхкритическом истечении из сопла, а лишь позволяет обнаружить указанную неоднородность.
В рассматриваемом способе определения неоднородности температурного поля газового потока при использовании теромопар с сечением до нескольких квадратных микрометров и инерционностью, измеряемой в микросекундах, термопара может выступать наружу за входное сечение термозонда 4. В этом случае термозонд 4, как и штанга 2, служит основанием для закрепления термопары, через сквозные осевые отверстия в которых проходят провода 18, соединяющие термопару 5 с регистрирующим прибором 26.
Для визуального наблюдения за положением термозонда 4, при сканировании им выбранного сечения потока газа, камера 10 выполняется со смотровыми окнами 25 (фиг. 1), через которые при необходимости ее внутреннее пространство может сообщаться с атмосферой. В этом случае истечение газа из сопла 1 осуществляется в окружающую среду с атмосферным давлением. Давление в камере 10 выше атмосферного обеспечивается благодаря ее герметичности при установленных смотровых окнах.
Координатное устройство 7 (фиг. 1, 2), обеспечивающее перемещение штанги в трех координатных направлениях (x, у, z) и ее поворот вокруг своей оси на угол ±ϕ, работает следующим образом. Перемещение штанги 2 в направлении координатных осей x и у осуществляется путем перемещения ползунов 28 и 29 (фиг. 2, 3) в вышеуказанных направлениях x, у и при вращении соответствующего червяка, например 30, образующего совместно с зубчатой рейкой 31 червячную пару, с помощью рукоятки 32.
В ползунах 28 и 29 выполнены прямоугольные прорези 33 (фиг. 3), две противоположные друг другу боковые стороны 34 которых, расположенные на меньшем расстоянии друг от друга по сравнению с расстоянием, на котором расположены две другие взаимно противоположные боковые стороны 35 вышеуказанной прорези 33, охватывают втулку 36 сильфона 16 (фиг. 2) на участке последней 36 с поперечным сечением, имеющим форму квадрата, с возможностью перемещения втулки 36 в прорези 33 в поперечном и осевом ее направлениях.
При перемещении ползуна 28 в направлении координатной оси x с помощью червячной пары штанга 2 со втулкой 36 сильфона 16 свободно перемещаться в прорези 33 ползуна 29 в том же направлении. Аналогичное происходит и при перемещении ползуна 29 в направлении координатной оси y путем вращения рукоятки 37, когда при этом штанга 2 со втулкой 36 сильфона 16 перемещается в прорези 33 ползуна 28 в том же направлении y.
Осевое перемещение штанги 2 в направлении координатной оси z обеспечивается вращением рукоятки 38 ползуна 39, сопряженного резьбовым соединением со втулкой 36 сильфона 16, внутри которой 36 размещена штанга 2, и имеющего свободу в перемещении в направлении координатных осей x и y.
Поворот штанги 2 на угол ±ϕ вокруг своей оси осуществляется с помощью рукоятки 40, надетой на квадратный в сечении хвостовик штанги 2. При этом герметичность между втулкой 36 сильфона 16 и штангой 2 обеспечивается сальниковым уплотнением 41, которое одновременно исключает взаимное осевое перемещение штанги 2 и втулки 36 сильфона 16, обеспечивая при этом поворот штанги 2 во втулке 36 при воздействии на рукоятку 40. Координатное устройство 7 может иметь и другое конструктивное исполнение.
В камере 10 могут устанавливаться не только различные сопла 1, но и дополнительные элементы к ним в зависимости от объекта, в котором используется исследуемое сопло. Так, показанное на фиг. 1 конфузорное сопло 1 с косым срезом 42 установлено тангенциально к внутренней поверхности участка 43 трубы, разрезанной по ее продольной плоскости.
При сверхкритическом истечении воздуха через вышеуказанное конфузорное сопло 1 с косым срезом 42, установленное тангенциально к внутренней поверхности трубы с диаметром 30 мм и с соотношением сторон сопла 1:2; fс 65,7 мм2, при давлении на входе в сопло 1 МПа и давлении в камере 10, равном атмосферному, автором при использовании выше рассмотренного способа определения неоднородности термозонда 4 с установленной в нем медь-константановой термопарой 5 с диаметром проволоки 0,1 мм при сканировании потока газа за соплом в выбранном его сечении была зафиксирована максимальная неоднородность температурного поля DT 7 К. Последнее говорит о том, что процесс расширения в объеме потока воздуха за выходным срезом сопла 1 при сверхкритическом истечении происходит неодинаково.
На фиг. 4 схематично показано возникающее неоднородное температурное поле в потоке воздуха за выходным срезом сопла 1 при сверхкритическом истечении. Следует отметить, что температура Т1 для одноименных частиц (по Т1) не является одинаковой для всех вышеуказанных частиц на фиг. 4, что аналогичным образом касается и температур Т1 и Т3 частиц.
Полученное значение максимальной неоднородности температурного поля ΔT 7 К за выходным срезом сопла при сверхкритическом истечении не говорит об абсолютных значениях минимальной и максимальной температур частиц среды в потоке, так как в последнем одновременно сосуществуют частицы, имеющие разные температуры и контактирующие между собой. В связи с указанным, реально измеренное значение ΔT при прочих равных условиях определяется разрешающей возможностью термодатчика и регистрирующего прибора.
В реальности при сверхкритическом истечении газа из сопла с косым срезом, установленного тангенциально к внутренней поверхности трубы (вихревой трубы), имеется вероятность того, что некоторое изменение температур частиц среды по отношению друг к другу происходит даже внутри сопла, т.е. внутри сопла может возникать некоторая неоднородность температурного поля газового потока, так как известно, что в сопле вихревой трубы имеет место сложное до- и сверхзвуковое пространственное течение [3]
Камера 10 может быть дооборудована и другими средствами измерения, например устройствами, измеряющими давление в потоке среды за выходным срезом сопла.
Таким образом, изобретение позволяет определить и изучить открытое автором ранее неизвестное в науке физическое явление, заключающееся в возникновении неоднородного температурного поля при сверхкритическом истечении газа из сопла, учитывать влияние вышеуказанного явления на соответствующие характеристики оборудования, в составе которого используются сопла со сверхкритическим истечением газа, а также полезно использовать его, обеспечивая тем самым наилучшие показатели в работе соответствующего оборудования в различных отраслях техники.
Формула изобретения: 1. Способ определения неоднородности температурного поля газового потока за соплом при сверхкритическом истечении, заключающийся в установке за выходным срезом сопла штанги, одним концом соединенной с термозондом, в котором размещен термодатчик в виде термопары, а вторым концом закрепленной в координатном устройстве, выполненном с возможностью установки торца термозонда, обращенного к выходному срезу сопла, в заданном сечении потока, сканировании этого сечения термозондом при установившемся режиме истечения с помощью координатного устройства и измерении термоЭДС термопары, отличающийся тем, что сопло, выполненное съемным, устанавливают в одной стенке камеры, конец выполненной со сквозным осевым отверстием штанги, соединенный с термозондом, выполненным съемным со сквозным осевым отверстием с острой входной кромкой и покрытым сверху слоем теплоизоляции, вводят в камеру через отверстие в другой стенке и герметично закрепляют с помощью сильфона, размещенного снаружи камеры, а сканирование потока газа в заданном сечении осуществляют при различном давлении в камере, которое устанавливают с помощью регулирующего запорного устройства, размещенного с возможностью сообщения полости камеры с внешней средой, при этом провода термодатчика выводят из камеры через штангу или в месте ее соединения с термозондом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термозонд выполнен изогнутым.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что стенки осевого отверстия термозонда покрыты слоем теплоизоляции.
4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что штанга снабжена комплектом сменных термозондов.
5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что термопара установлена в углублении, выполненном в слое теплоизоляции.
6. Способ по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что площадь проходного сечения полой штанги превышает площадь проходного сечения полого термозонда.
7. Способ по любому из пп. 1 6, отличающийся тем, что в стенке камеры выполнено по меньшей мере одно отверстие с штуцером, снабженным набором сменных шайб и заглушкой.
8. Способ по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что конец штанги, выступающий из камеры, через дополнительное регулирующее запорное устройство соединяют с вакуумной камерой.
9. Способ по любому из пп.1 8, отличающийся тем, что камера выполнена со смотровыми окнами.