Измерения скорости газа в ракетно-космической технике

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»


Отводимый от нагретой нити тепловой поток будет испытывать колебания соответственно турбулентным пульсациям в турбулентном потоке газа.


Частотные характеристики вольфрамовых проволочного и пленочного датчиков приведены на рис. 21. Последний используют обычно для капельных жидкостей. По оси ординат отложено отношение амплитуды выходного сигнала (турбулентной пульсации определенной частоты) к входному (силе тока той же частоты в чувствительном плече моста) с нормированием на единицу при нулевой частоте. Измерения представляют в децибелах (дБ):


Фвых/Авх ) = 20^(Лых /Авх ) .

Рис. 21. Частотная характеристика проволочного и пленочного датчиков: 1 — пленочный датчик; 2 — проволочный датчик


Амплитудно-частотная характеристика вольфрамовой нити диаметром 5 мкм является почти идеальной приблизительно до 70 Гц (отношение выходного и входного сигналов близко к единице). Для частот выше 70 Гц выходной сигнал нити затухает приблизительно как для системы первого порядка (процесс описывается дифференциальным уравнением первого порядка). Пленочный датчик реагирует на изменения как система более высокого порядка. Для измерения высокочастотных турбулентных пульсаций следует улучшить амплитудно-частотную характеристику проволочного датчика, т.е. расширить область частот с отношением амплитуд, близким к единице.


Математическое моделирование установившегося проволочного анемометра в турбулентном потоке газа осуществляется с использованием уравнений теплопроводности для бесконечного цилиндра, когда влияние начального условия завершено:


дТ


ср    = к





где с, р, к — параметры материала проволоки. Это уравнение второго порядка по координате, поэтому требуются два граничных условия. Первое — для плотности теплового потока в цилиндр:


где амплитуда Aq, и фаза фг— — случайные функции, описывающие


одну гармонику пульсаций теплового потока. Суммирование производится по всем частотам юг-. Второе граничное условие уста-

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»