SU512376A1 - Device for measuring fluid flow - Google Patents

Description

Дл  упрощени  конструкции в р де случаев термоприемник 4 размещают па теплопередающем элементе 5 вне трубопровода .со стороны нагревател  или с противоположной стороны трубопровода (фиг. 2). Чтобы обеспечить одинаковую ИНерцион ость термоприемников 3 и 4 в некоторых случа х термоприемник 3 размещают на пластинке 12, выполненной из того же материала и имеющей те же размеры, что и участок теплопередающего элемента 5.In order to simplify the construction, in a number of cases, the thermal receiver 4 is placed on the heat transfer element 5 outside the pipeline, on the side of the heater or on the opposite side of the pipeline (Fig. 2). In order to provide the same inertia of the thermal receivers 3 and 4 in some cases, the thermal receiver 3 is placed on a plate 12 made of the same material and having the same dimensions as the portion of the heat transfer element 5.

При необходимости измер-ени  расхода в определенной зоне сечени  измерительного участка 1, например, по оси трубопровода, участок пластины 7 частично теплоизолируют от потока пластинками 13.If it is necessary to measure the flow in a certain area of the cross section of the measuring section 1, for example, along the axis of the pipeline, the section of the plate 7 is partially insulated from the flow by the plates 13.

Это целесообразно, в частности, в тех случа х , когда недопустимо вводить в трубопровод тело (теплопередающий элемент), температура которого значительно превыщает температуру потока. В качестве термоприемников 3 и 4 можно использовать термогребенки.This is advisable, in particular, in those cases when it is unacceptable to introduce a body (heat transfer element) into the pipeline, the temperature of which significantly exceeds the temperature of the flow. As thermal receivers 3 and 4, you can use thermal comb.

При работе устройства основна  дол  теплового потока от теплоизолированного источника тепла 2 передаетс  участку 7 теплопередающего элемента 5 и далее измер емому потоку. Принцип работы устройства основан на законах конвективного теплообмена потоком и указанным выще участком теплопередающего элемента 5. При этом существует однозначна  св зь удельного расхода потока и измер емого температурного напора между охлаждаемым участком 7 и потоком при посто нной мощности источника тепла 2.During operation of the device, the main share of the heat flux from the heat-insulated heat source 2 is transferred to section 7 of the heat transfer element 5 and then to the measured flow. The principle of operation of the device is based on the laws of convective heat exchange flow and the above section of heat transfer element 5. There is an unambiguous connection between the specific flow rate and the measured temperature difference between the cooled section 7 and the flow at a constant power of the heat source 2.

Наиболее простым и надежным в работе  вл етс  пластинчатый участок 7 теплопередающего элемента 5. Ориентирование пластинки вдоль оси трубопровода (вдоль потока ) обеспечивает безотрывное ее обтекание. Теплообмен между пластинкой и потоком заверщаетс  в пределах пограничного сло , образование которого обусловлено их взаимодействием . Степень турбулентности набегающего потока вли ет лищь в определенных пределах на критическое число Рейнольдса, при котором течение в пограничном слое переходит из ламинарного в турбулентное, но не вли ет на коэффициенты теплообмена в ламинарной и турбулентной област х. Следовательно , ноказани  измерител  не завис т от турбулентности и измер емого потока, его предыстории, диаметра трубопровода, щероховатости его стенок и р да других факторов. Таким образом, отпадает необходимость градуировки измерител  на месте его установки и существенно повышаетс  точность, стабильность и надежность измерени .The most simple and reliable in operation is the plate section 7 of the heat transfer element 5. Orienting the plate along the pipeline axis (along the flow) ensures its continuous flow. The heat exchange between the plate and the flow ends within the boundary layer, the formation of which is due to their interaction. The degree of turbulence of the incident flow affects only within certain limits the critical Reynolds number, in which the flow in the boundary layer goes from laminar to turbulent, but does not affect the heat transfer coefficients in the laminar and turbulent regions. Consequently, the meter readings do not depend on turbulence and the measured flow, its history, the diameter of the pipeline, the roughness of its walls, and a number of other factors. Thus, there is no need to calibrate the meter at the installation site and the accuracy, stability and reliability of the measurement is significantly increased.

Предлагаемый измеритель расхода имеет более высокие чувствительность и экономичность , поскольку основна  дол  тенлового потока источника 2 передаетс  через участок 7 теплопередающего элемента 5 измер емому потоку. Бесполезное растекание тепла по стенкам измерительного участка 1 трубопровода сведено к минимуму, так как источникThe proposed flow meter has a higher sensitivity and efficiency since the main longitudinal flow of the source 2 is transmitted through the section 7 of the heat transfer element 5 to the measured flow. Useless heat spreading along the walls of the measuring section 1 of the pipeline is minimized, since the source

тепла 2 и участок 6 элемента 5 теплоизолировапы от трубопровода и внешпей среды. Высокие чувствительпость и точность измерени  обеспечиваютс  также значительной охлаждаемой потоком поверхностью плоского участка 7 элемента 5, что увеличивает долю полезно расходуемого тепла по сравнению с потер ми в окружающее пространство.heat 2 and section 6 of element 5 are heat insulated from the pipeline and the external environment. High sensitivity and accuracy of measurement are also provided by the significant flow-cooled surface of the flat section 7 of element 5, which increases the proportion of useful heat consumed compared to losses in the surrounding space.

Вместо измерени  разности темнератур участка 7 и потока, возможно также в качестве величины, характеризующей расход потока, использовать плотность тока или напр жение питани  источника тепла 2, измен   эти параметры дл  поддержани  посто нства указанной разности температур. Такак  схема желательна при измерении значительных расходов потока и позвол ет суиестзенко повысить чувствительность измерител  з этом диапазопе расходов.Instead of measuring the temperature difference between the section 7 and the flow, it is also possible to use the current density or the supply voltage of the heat source 2 as a quantity characterizing the flow rate, changing these parameters to maintain the specified temperature difference. Such a scheme is desirable when measuring significant flow rates and allows the suiyestenko to increase the sensitivity of the meter in this flow range.

В том случае, когда масса нагреваемого участка 6 теплопередающего элемента 5 больще массы охлаждаемого участка 7, на участке 6 можно установить дополнительный термоприемник и но разности между егоIn the case when the mass of the heated section 6 of the heat transfer element 5 is greater than the mass of the cooled section 7, an additional thermal receiver can be installed on the section 6 and the difference between its

показани ми и температурой нотока контролировать и поддерживать посто нной величину теплового потока от источника тепла 2 к участку 7. В итоге удаетс  повысить точность измерени , так как исключаетс  вли кие иа измер емый ,л 1;отерь тепла в окружающее пространство при ьздостаточлой изол ции источника 2.to monitor and maintain a constant value of heat flux from heat source 2 to section 7 with indications and temperature of the flow. As a result, the accuracy of the measurement can be improved, since the influence and measuring can be eliminated, l 1; 2

В отличие от кзр, тепловых расходомеров с косвенным подогревом предлагаемоеUnlike KZR, indirectly heated heat flow meters offer

устройство имеет малую иперционгюсть. Известно , что инернионпость тепловых расходомеров определ етс  соотношением их массы и охлаждаемой потоком поверхности. В предлагаемом устройстве это соотнощение .можноthe device has a small ipingtsiyust. It is known that the inertia of heat flow meters is determined by the ratio of their mass and the surface cooled by the flow. In the proposed device, this ratio is possible.

вынолнить очень малым путем уменьщени  толщины охлаждаемого участка 7, следовательно устройство можно использовать в си .стемах автоматического регулировани  расхода . Малые толщины участка 7, погруженного в измер емый поток, обеснечивает незначительность потерь напора, вносимых измерителем в трубопроводы.to make it very small by reducing the thickness of the cooled section 7, therefore the device can be used in automatic flow control systems. The small thickness of section 7, immersed in the measured flow, eliminates the insignificant pressure losses introduced by the meter into the pipelines.

Предлагаемое устройство позвол ет измер ть расходы потоков, лшэтекающих в трубопроводах под высоким давлением, в том числе агрессивных, токсичных, в зких и других, тем самым расшир етс  область применени  устройств.The proposed device makes it possible to measure the flow rates of leakage in pipelines under high pressure, including aggressive, toxic, viscous and other, thereby expanding the range of application of the devices.

Claims (1)

1. Устройство дл  измерени  расхода среды, содержащее измерительный участок трубопровода , источник тепла, размещенный вне трубопровода и два термоприемника, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  чувствительности, точности и надежности измерени , уменьшени  инерционности и расширени  области применени , оно снабжено1. A device for measuring the flow rate of a medium containing a measuring section of a pipeline, a heat source placed outside the pipeline and two thermal receivers, characterized in that, in order to increase the sensitivity, accuracy and reliability of measurement, reduce inertia and expand the scope, it is equipped