Физические величины, измеряемые в аэрогидромеханике и теплофизическом эксперименте. Основы метрологии. Точность измерений. Погрешности измерений

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Рабочей программы дисциплины Метрология, стандартизация и сертификация по направлению, 29.94kb.
• Методика устанавливает: условия выполнения измерений; требования к методам и средствам, 262.56kb.
• Программа вступительного экзамена по специальной дисциплине специальности 6N0732-стандартизация,, 36.1kb.
• Правила по метрологии государственная система обеспечения единства измерений порядок, 100.67kb.
• Задачи дисциплины: ознакомление с областями и видами измерений физических величин, 24.81kb.
• Персонала, 76.94kb.
• Стоты и интервалов времени, а также хранение и воспроизведение их единиц лежат в основе, 380.54kb.
• 05. 11. 01 Приборы и методы измерения по видам измерений Формула специальности, 14.1kb.
• Высокая точность геодезических измерений – высокая скорость движения поездов, 121.77kb.
• Физические основы механики, 237.04kb.

Пpогpамма курса лекций

«ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА И АЭРОГИДРОМЕХАНИКА»

Кафедра "Физики неравновесных процессов"

3 курс, 5 семестр, 36 часов, экзамен

1. Физические величины, измеряемые в аэрогидромеханике и теплофизическом эксперименте. Основы метрологии. Точность измерений. Погрешности измерений. Сбор и регистрация данных. Подготовка данных. Теоремы о дискретном представлении случайных процессов. Методы дискретизации. Аналого-цифровые преобразователи. Статистическая обработка результатов измерений полей флуктуационных величин. Фурье- и корреляционный анализ. Быстрое преобразование Фурье. Частотные спектры. Спектры по волновым числам. Корреляционные (ковариационные) функции. Плотность вероятности. Функция когерентности. Взаимные спектры. Анализ нестационарных процессов. Анализ периодических процессов. Условное (фазовое) осреднение. Вэйвлет анализ.
   
2. Принципы проектирования экспериментальных установок в аэрогидромеханике. Теория подобия. Определяющие критерии подобия. Аэродинамические трубы постоянного и кратковременного действия. Ударные трубы. Гидродинамические и кавитационные трубы. Элементы экспериментальных установок - диффузоры, конфузоры, решетки, хонейкомбы. Установки для исследования многофазных течений - стекающих пленок жидкости, пузырьковых и снарядных течений. Установки для исследования нагруженных потоков. Кипящий слой, циркулирующий кипящий слой. Вакуумные камеры.
   
3. Методы измерения температуры. Классификация методов. Термодинамическая и практические температурные шкалы. Контактные методы. Термометры расширения. Термометры сопротивления. Термопары. Оптические методы измерения температуры. Особенности, области применения и классификация пирометров. Монохроматическая пирометрия. Пирометрия полного и частичного излучения. Измерение температуры в инфракрасной области. Устройство тепловизора. Примеры использования тепловизора для анализа температурных распределений.
   
4. Пневматические методы измерения скоростей и давлений. Трубки Пито и Прандтля. Влияние чисел Маха и Рейнольдса на показания трубки. Влияние вязкости, градиентов скорости. Инерционные свойства насадков. Измерение скоростей в пограничном слое. Микротрубки, поверхностные трубки. Измерения насадками нестационарных потоков. Измерение расхода жидкостей и газов. Измерение расхода по распределению скорости. Стандартные диафрагмы и сопла. Ротаметры. Счетчики количества. Тахометрические расходомеры. Вихревые и автоколебательные конструкции расходомеров. Электромагнитные и акустические расходомеры. Расходомеры для многофазных сред.
   
5. Характеристики идеального датчика. Термоанемометр. Законы теплоотдачи от нити. Термоанемометры постоянного тока и постоянной температуры. Частотные характеристики. Конструкции датчиков. Многониточные датчики. Расшифровка сигналов с датчиков. Пленочные термоанемометры. Динамические характеристики термоанемометра. Калибровка по скорости. Динамическая калибровка. Область применения и ограничения термоанемометра. Современные конструкции термоанемометров.
   
6. Электродиффузионный метод. Принцип действия. Электрохимические системы. Основы теории метода. Конструкции датчиков касательного напряжения, скорости и массоотдачи. Частотные характеристики датчиков. Измерение вектора трения и скорости. Применение электродиффузионного метода для измерений локальных характеристик в однофазных и газожидкостных потоках.
   
7. Оптические методы. Визуализация потоков. Способы визуализации потоков жидкости и газа. Обработка изображений. Метод стробоскопической визуализации и его современные модификации - Particle Image Velocimeter и Particle Tracking Velocimeter. Существующие технические реализации для измерения двух и трех компонент мгновенных полей скорости потока. Источники погрешностей в методе PIV. PIV/LIF комбинация для диагностики пузырьковых течений. Область применения и ограничения PIV систем.
   
8. Лазерный доплеровский измеритель скорости. Основные принципы. Схемы с прямым и обратным рассеянием. Импульсная схема ЛДИС. Измерение одной, двух и трех компонент скорости. Измерение счетной и массовой концентрации частиц. Волоконно-оптические схемы ЛДИС. Область применения и ограничения ЛДИС. Современные конструкции ЛДИС. Теневые и шлирен-методы. Интерферометрические методы.
   
9. Измерение характеристик многофазных потоков. Методы измерения локальной толщины пленки жидкости. Методы измерения локальных скоростей в пленочных течениях. Измерения концентрации частиц в газожидкостных и нагруженных потоках.
   
10. Измерение физических свойств рабочих сред. Методы измерения коэффициентов вязкости и поверхностного натяжения. Измерение коэффициентов диффузии и температуропроводности. Измерение критических параметров.
    

ЛИТЕРАТУРА

1. Фабер Т.Е. Гидроаэродинамика. Москва, Постмаркет, 2001, 559 с.
   
2. Повх И.Л. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. Ленинград, Машиностроение, 1974, 479 с.
   
3. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М., "Энергия", 1978, 704 с.
   
4. Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. Основы температурных измерений. Москва, Энергоатомиздат, 1992, 304 с.
   
5. Бошняк Л.Л. Измерения при теплотехнических исследованиях. Ленинград, Машиностроение, 1974, 448 с.
   
6. Куинн Т. Температура. Москва, Мир, 1985, 448 с.
   
7. Федоровский А.Д. Оптические методы в гидромеханике. Киев, Наукова Думка, 1984, 176 с.
   
8. Бендат Д., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М., Мир, 1989, 540 с.
   
9. Бендат Д., Пирсол А. Применения корреляционного и спектрального анализа, Москва, Мир, 1983, 312 с.
   
10. Смольяков А.В., Ткаченко В.М. Измерение турбулентных пульсаций. Ленинград, Энергия, 1980, 264 с.
    
11. Накоряков В.Е., Бурдуков А.П., Кашинский О.Н., Гешев П.И. Электродиффузионный метод исследования локальной структуры турбулентных течений. Новосибирск, 1986, 247 с.
    
12. Ринкевичус Б.С. Лазерная диагностика потоков. Москва, Издательство МЭИ, 1990, 288 с.
    
13. Durst F., Melling A., Whitelaw J.H. Principles and practice of laser Doppler anemometry. London, Academic Press, 1981, 437 p.
    
14. Mayinger F. (ed.) Optical measurements. Techniques and Applications. Springer-Verlag, 1994, 463 p.
    
15. Raffel M., Willert C., Kompenhans J. Particle Image Velocimetry. Springer-Verlag, 1998, 252 p.
    

Профессор, д.ф.-м.н. Д.М. Маркович