RU1793429C - Способ определени доли испаренного вещества в газожидкостном потоке - Google Patents

Abstract

Использование: измерительна  техника , исследование процессов тепло- и массо- обмена. Сущность изобретени : до подачи газового потока в испытательный канал, где осуществл етс  впрыскивание жидкости, измер ют полное давление, статическое давление и температуру с последующим определением расхода газа и отношени  к нему расхода жидкости, при пропускании газа через испытательный канал до впрыскивани  в него жидкости измер ют статическое давление, температуру и влажность, после впрыскивани  жидкости измер ют влажность и статическое давление, по их значени м и по величине температуры, измеренным до и после впрыскивани  жидкости , определ ют начальную и конечную концентрацию пара в газе, а долю испаренного вещества рассчитывают по формуле .Z(K-KH)/(YH/1-K), где Кн и К - начальна  и конечна  концентрации пара в газе; YH - отношение начальных расходов жидкости и газа. 1 ил. С/1 С

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к технике дл  определени  доли испаренного вещества в газожидкостных потоках, и может найти широкое применение при исследовании процессов тепло- и массообмена, а также в процессах химической технологии.

Цель изобретени  - повышение точности и ускорение определени .

Указанна  цель достигаетс  тем, то в предлагаемом способе до начала впрыска жидкости определ ют расход газа Gm и с рассматриваемом обьеме определ ют начальную концентрацию пара в газе Кн, после впрыска жидкости замер ют ее начальный расход Сжн, определ ют начальную концентрацию ЖИДКОСТИ YH (YH 6жн/6гн), ЗЭТ6М В

рассматриваемом обьеме определ ют текущую концентрацию пара в газе К и по соотношению

7 К Кн

У„ (1 - К)

определ ют долю Z испаренного вещества. Начальные значени  параметров обозначаютс  индексом Н.

Начальна  концентраци  жидкости в газе определ етс  как отношение начальных расходов жидкости и газа

YH - Сжн/бгн,(1) где бжн (Сгн) - начальный массовый расход жидкости (газа).

Дол  испаренного вещества по аналогии с одиночной каплей определ етс  как отношение разности между начальным и текущим расходами жидкости к начальному расходу жидкости

-, ж

z

(2)

Сжн - Сж GXH

где Сж массовый расход жидкости.

Известно, что концентрацию пара в газе определ ют как отношение массы пара в рассматриваемом объеме к полной массе парогазовой смеси в нем, но это не позвол ет определить долю испаренного вещест- оа в газожидностном потоке,

Известно соотношение

K-TTTS (3) служащее дл  определени  концентрации К пара в газожидкостном потоке, но оно не позвол ет определить долю Z испаренного вещества в газожидкостном потоке. Формулу (3) нельз  примен ть дл  определени  концентрации пара, если газ до впрыска жидкости содержит пар (т.е.Кн 0)

Если несущий поток до впрыска жидкости содержит пар, т.е. представл ет парога- зовую смесь, то по полному расходу этой смеси GTH и концентрации пара в ней Кн можно определить начальное содержание пара GHH КнСгн. По мере испарени  жидкости содержание пара в несущем потоке увеличиваетс . Приращение его за счет фазового перехода жидкости - газ составл ет A Gn Сжн - 6Ж или с учетом (2) AGn гОжн. Расход газа равен

Gr GrH + AGn,(4)

а содержание пара в нем. ;

° Сп Спн + ЛСП.(5)

Подставив в соотношение дл  расхода газа (4) и содержащегос  в нем пара (5) выражени  дл  Спн, AGn, получим

Gr GCH + Z

Gn ° Кн Сги + Z СжнОтношение расходов пара Gn и полного расхода газа Gr дает концентрацию пара в газе

КнСгн + 2Сжн

К

(6)

GfH + Сжн

Разделив числитель и знаменатель правой части (6) на GrH и учитыва  соотношение (1), получим

к.™.. .п

Выражение (7) позвол ет определить концентрацию пара в газе, Если начальна  концентраци  пэра равна нулю, то полученное соотношение сводитс  к виду (3).

Из соотношени  (7) можно получить формулу дл  определени  доли испаренного вещества как функции от концентрации пара в газе и начальных концентрации жидкости и пара в газе

7 - YH (1 К)

(а)

На чертеже показано устройство дл  реализации способа определени  доли испаренного вещества в газожидкостном потоке .

Устройство дл  реализации за вл емого способа состоит из проточной части 1 с расположенным в нем распиливающим устройством 2 (например, центробежной форсункой ). К входу 3 проточной части 1

0 подсоединен переходной патрубок 4, входное отверстие 5 которого соединено с мерным участком 6. В мерном участке 6 расположены датчики полного 7 и статического 8 давлений, а также датчик температу5 ры 9. Датчики полного 7 и статического 8 давлений и температуры 9 подсоединены соответственно к устройствам дл  измерени  полного 10 и статического 11 давлений и температуры 12 газа. Выходы устройства

0 Ю, 11 и 12 подключены к вычислительному блоку 13. Мерный участок 6 посредством регулирующего крана 14 соединен с источником газа 15. Распиливающее устройство 2 трубопроводом 16 св зано с мерной труб5 кой 17. Мерна  трубка 17 трубопроводом 18 подсоединена, к регулирующему крану 19. Последний трубопроводом 20 подключен к жидкостному баку 21. В рассматриваемом объеме 22, расположенном в проточной ча0 . сти 1, установлены датчики статического давлени  23, температуры 24 и влажности 25. Датчики 23, 24 и 25 подсоединены соответственно к устройствам дл  измерени  статического давлени  26, температуры 27 и.

5 влажности 28 (например, психрометр).

Устройство дл  реализации способа определени  доли испаренного вещества в газожидкостном потоке работает следующим образом.

0 После открыти  регулирующего крана 14 в мерный участок 6 из источника газа 15 начинает поступать газ. Далее газ через переходный патрубок 4 поступает в проточную часть 1. Посредством датчиков полного 7 и

5 статического 8 давлений и температуры 9

устройствами 10, 11 и 12 осуществл етс 

измерение полного и статического давле . ний газа, а также его температуры. Далее

эта информаци  поступает в вычислитель0 ный блок 13, в котором осуществл етс  вычисление массового расхода газа. В рассматриваемом объеме 22 проточной части 1 посредством датчиков статического давлени  22, температуры 24 и влажности

5 25 и соответствующих устройств дл  измерени  статического давлени  26, температуры 27 и влажности 28 происходит измерение статического давлени , температуры и влажности газа. По этим данным определ етс  начальна  концентраци  газа.

2.1. Замер ют с помощью мерной трубки 18 массовый.расход жидкости 6ж.

2.2. Определ ют начальную концентрацию жидкости в газе по замеренному расходу жидкости 6ж и определенному из (16) массовому расходу газа Gr

У„-Сж/Сг.(17)

2.3. Замер ют в рассматриваемом объеме 22 статическое давление PZI парога- зоаой смеси посредством датчика 23 и устройства 26.

2.4. Замер ют в рассматриваемом объеме 22 температуру Tzi парогазовой смеси посредством датчика 24 и устройства 27.

2.5. Замер ют в рассматриваемом объеме 22 влажность / парогазовой смеси посредством датчика 25 и устройства 28.

2.6. Определ ют по замеренной влажности у парогазовой смеси с помощью (9) парциальное давление пара Рп .

2.7. Определ ют по замеренному стати- ческому давлению Рг парогазовой с меси и определенному парциальному давлению пара Рп в парогазовой смеси из (10) безразмерную концентрацию пара К в парогазовой смеси.

2.8. Определ ют с помощью начальной безразмерной концентрации жидкости YH в газе, начальной безразмерной концентрации пара Кн в газе и безразмерной концентрации пара К в парогазовой смеси искомую долю испаренного вещества в газожидкостном потоке .

К -Кн. У„ (1 - К)1

(18)

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  доли испаренного вещества в газожидкостном потоке, включающий определение начального расхода жидкости при ее впрыскивании в газовый поток, измерение температуры в исследуемом потоке, измерение площади поперечного сечени  испытательного канала, от-, л и ч a to щ и и с   тем,что, с целью повышени  точности и ускорени  определени , в газовом потоке, до подачи его в испытательный канал(измер ют полное давление, статическое давление и температуру с последующим определением по этим параметрам расхода газового потека и отношени  расхода жидкости к расходу газа, при пропусканий газового потока через испытательный канал до впрыскивани  в него

   жидкости измер ют статическое давление, температуру и влажность, после впрыскивани  жидкости измер ют влажность и статическое давление, по значени м влажности, статического давлени  и температуры, измеренным в газовом потоке до и после впрыскивани  в него жидкости, определ ют

   начальную и конечную концентрацию пара в газе, а долю испаренного вещества рассчитывают по формуле

   , К-Ки

   - У„ (1 - К)

   где Кн и К - начальна  и конечна  концентрации пара в газе;

   YH - отношение начальных расходов жидкости и газа.