|
|
и
т
1
о
о.
При обтекании тела сжимаомым газом возникают области с неоднородным распределением плотности (поля градиентов плотности), отд. участки к-рых по-разному отклоняют проходящий через них луч света.
ГС кроете и том, т. и. теневом методе (рис. 7, а], пучок света, выходящий из точечного источника, проходит
3-
в
^
6 8
170
Рис. 7. Оптические методы исследования: полой плотности (еле-ъп ≈ схема метода, ciipaua ≈ фотография обтек а кил ь'рыла самол╦та, полученная атим методом): а ≈ тониной метод; С> ≈ метод Тсщлера; « ≈ интерференционный метод с использованием интерферометра Махи ≈ Цендера; 1 ≈ источник {-иста; 2 ≈ исследуемая область течения; 5 ≈ экран; 4 ≈ линза; 5 ≈ ноя> Фуко; б' ≈ полупрозрачные зеркала; 7 ≈ непрозрачные а<? у ка-
ла; 8 ≈ компенсатор.
через исследуемое поле и, освещая экран, да╦т на ном изображение областей точения, в к-рых изменяется вторая производная плотности й2р/д;г2, напр. ударные волны, граница струи и т. и. В более сложном «шлирен»-методе, или методе Теплера (см. Теневой метод), цучок спета (рис. 7, б), прошедший исследуемое ноле, фокусируется при помощи линзы или погнутого зеркала на кромку острой непрозрачной пластины ≈ ножа Фуко. Этот метод чувствителен к первой производной и позволяет, используя фотометрию и эталон освещ╦нности, получать абсолютные значения плотности и исследуемом поле.
Метод исследования с использованием интерферометра Маха ≈ Цендера также основан на зависимости, между плотностью газа и кояф. преломления (рис. 7, в). Искомая плотность р≈p0+/uX/<f/, где рл ≈ плотность газа п компенсаторе, Я. ≈ длина полны снета, / ≈ ширина рабочей части азродиламич. трубы, ^≈ (п-~1)р, т ≈ относит, смещении интсрфоренц, полосы на экране,
В разреженных газах для исследования полей плотности и темп-ры используют измерение интенсивности свечения молю к у.;i, воябу/кд╦нньтх электронным пучком (рис. 8}. Интенсивность свечения и видимом диапазоне спектра связывается тарировочноп занисимостыо с плотностью гапа, а в рентгеновском диапазоне ≈ с темп-рой. Пучок электронов, движущихся от электронной пушки 1 к коллектору 2, возбуждает молекулы газа. Излучение возбужд╦нных молекул регистрируется при╦мникам 3; перемещая область о в исследуемое ноле 4, получают характеристики течения. Теневой и интерферометрия, методы применимы для исследования плоских и ососимметричных течений. В сочетании с искровым источником света этими методами широко пользуются для исследования обтекания свободно летящих моделей на баллистич. установках.
И зморе н ц о т о м к о р а т у р ы газовых п о т о к о в. ТС потоке с большой скоростью обычно
рассматривают две темп-рьт: статнч. (термодпнамич.) тсмп-ру Т и темп-ру заторможенного потока 710=71+ ~{-v*/2cp. Очевидно, что 7'0-*-7т при v-*Q. В вязком
газе, обтекающем тв╦рдую поверхность, скорость на стенке равна нулю, и любой неподвижный насадок, установленный в воздушном потоке, измерит темп-ру,
Рис. 8. Исследование плотности с помощью пучка электронов; а ≈ схема установки, 1 ≈злсч;т-ронная пушка, 2 ≈ коллектор, з ≈ при╦мник излучения возбужд╦нных молекул, 4 ≈ исследуемое поло, J -- излучающая область; б ≈ фотография точения нерасч╦тной сжфхнвукоиой струй, втекающей в камеру с давлением t> lia, полученная поперечным сканированием пучка
электронов.
близкую к темп-ре торможения Тп. ТС показания прибора необходимо внести целый ряд поправок, связанных с наличием уточек тепла, коофф, восстановления TCMit-ры и др. При помощи насадков (рис. 9), в к-рых измерит, элементом обычно служит термопара или термометр сопротивления, уда╦тся измерять темп-ру Tt)^ ^1500 К,
В случае, когда томп-ра текущего газа достаточно высока, можно с удовлетворит, точностью измерять статич. темц-ру, используя методы пирометрии оптической. В потоках .холодных газов дли получения статич, темп-ры иногда используют методы УЗ-анемомотрин, позволяющей измерять скорость звука а к получать
значения Т из равенства и≈ у kRT, где Л ≈ газовая постоянная.
Измерение температуры поверхности тел, находящихся в потоке
газа, необходимо вести при исследовании теямо-обмеиа, эффективности теплозащитных покрытии и др. Для этой доли используются термопары и термометры сопротивления, в том числе пл╦ночные, устанавливаемые на исследуемой поверхности. Применяются также термокраски, изменяющие цвет при достижении «пороговой* температуры, а при достаточно больших значениях темп-ры ≈ оптич. методы, позволяющие определять темп-ру по интенсивности
излучения в ИК- или видимом диапазоне длин волн. При измерениях тепловых потоков в А. :>. обычно используется метод нестационарного нагрева тола. При этом в результате измерении получают зависимость dTwIdt, где Тур ≈ томп-ра поверхности и t ≈ время. Величину теплового потока находят из решения yp-mrii баланса тепла, поступающего к поверхности тела, излучаемого этой поверхностью в окружающее пространство и распространяющегося от поверхности внутрь тела. В нек-рых случаях поток тепла измеряют калориметрами, устанавливаемыми в модели и работающими при Т1≈const.
Для теплозащиты посадочных ступеней космич. аппаратов и головных частей баллистич. ракет часто
Рис. 9. Насадок для измгрения температуры заторможенного питона; з -≈ спай термопары; 2 ≈ входное1 отверстие; 3 ≈ диффузор; 4 ≈ вентиляционное отверстие.
")
}
