Измерения скорости газа в ракетно-космической технике

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


При этом частицы должны достаточно точно отслеживать движения газа. Решается вопрос о размерах и массе частиц.


Лазерный измеритель скорости создает интерференционную картину в локальной области, где производится измерение. При движении частицы через эту область интенсивность рассеянного ею света колеблется с частотой, пропорциональной составляющей скорости движения частицы, нормальной к интерференционным полосам.


На рис. 27 приведен пример оптической системы, используемой для измерений. Луч лазера падает на полупрозрачную пластину, на которой он разделяется вследствие частичного отражения на основной и опорный лучи. Основной луч с помощью линзы фокусируется на поток газа. Часть падающего света рассеивается в направлении фотоумножителя; при этом из-за эффекта Доплера происходит сдвиг частоты.

Опорный луч отражается от зеркала и фокусируется другой линзой приблизительно на то же место потока, что и основной луч. Опорный луч попадает в фотоумножитель через две апертурные диафрагмы, которые ограничивают объем и угловое направление поля наблюдения фотоумножителя. Два луча, основной и опорный, падающие на фотокатод, дают биения с частотой, равной доплеровскому сдвигу. Выходной сигнал фотоумножителя анализируется с помощью дискриминатора. Доплеровский сдвиг, соответствующий частоте средней скорости, обычно соответствует частоте, на которой выходной сигнал максимален.


Можно рассматривать тепловые трассирующие частицы. В этом случае используется диффузия тепла от линейного источника для индикации поперечной составляющей скорости в турбулентном потоке, учитывая, что распространение теплового луча от источника зависит от поперечной турбулентности. Угол расхождения а между линейным источником и линией в следе, на которой повышение температуры, вызванное источником, равно половине его значения на оси следа (рис. 28), определяется формулой


а2 = am +а;?,    (2.23)


где ат характеризует распространение тепла вследствие молекулярной диффузии, а ае — распространение тепла, вызванное поперечной составляющей турбулентной скорости (рис. 29). Молекулярный угол расхождения (в градусах) вычисляется по формуле

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