Способ измерения проводимости потока высокотемпературного газа с присадкой

 

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(6В С 01 И 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2902864/18у-25. (22) 27.03.80 (46) 23.11.83. Йюл. В 43 (72).(0,Ã. Дегтев и (O.Â. Швайковский (53) 543.257(088.8) (56) 1. Волков N.N. и др. Измеритель электропроводиости газовых струй ин- . дукционным методом. Отчет ИАЭ им. Курчатова. Инв, В 35/39Д, М., с. 17-18.

2. Донский К.В. и др. Измерение электропроводности в газовых струях, -"Журнал технической физики". т.ХХХП, вып. 9, 1962, с. 1095-1098 (прото", тип-) .

ÄÄSUÄÄ1 21 А (54 ) (57 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОВОДИМОСТИ ПОТОКА В61СОКОТЕМПЕРАТУРНОГО

ГАЗА С ПРИСАДКОЙ, заключающийся в измерении индукционным датчиком проводимости до и после подачи газа с .присадкой, отличающийся тем, что., с целью повышения точности измерения, до подачи газа с присадкой и после его подачи подают газ беэ присадки и измеряют его проводимость.

1056021

Изобретение относится к экспериментальному исследованию электрофизических свойств потоков высокотемпературных сред, например электропроводности продуктов сгорания, используемых в качестве Рабочего тела в 5 каналах магнитогидродинамических генераторов.

Известен способ Измерения электропроводности газовых струй индукционным методом в ударных трубах, 10 импульсных источниках плазмы и r,ï., основанный на регистрации изменения сигнала с измерительного устройства в момент появления среды, а величина проводимости потока определяется по 15 тарировочным зависимостям, полученным при градуировке измерительного устройства перед опытом (1), Однако в этом способе ив-за кратковременности процессаи инерцион- 20 ности измерительных систем невозможно учесть влиянже нестационарности параметров исследуемой среды и аппаратуры. Все э o снижает точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения проводимости индукционным методом, который основан на регистрации нулевого сигнала, (измерительной аппаратуры ), перед опытом,и величины соответствую-З0 щего основного сигнала после выхода параметров струи на установившийся режим.

На фиг, 1 изображена циклопрограмма и спытаний во времени (1 ), где учас- 35 ток Т соответствует регистрации сиг,— нала с измерительного устройства в отсутствии проводяцей среды.

Этот сигнал регистрируется непосредственно перед подачей исследуе- 4р мого газа с присадкой (момент 7<) и учитывает состояние окружающей среды, местоположение измерительного устройства и другие факторы, влияющие на

его уровень. В последствии. этот сиг- 45 нал принимается эа опорный (нулевой).

Длительность регистрации составляет доли секунды.

Участок Й соответствует регистрации основного (bô сигнала после выхода параметров экспериментального и измерительных устройств на стационарный (,установившейся ) режим (момент з}, Время выхода на режим основного замера может быть сколь угодно большим и определяется време- 55 нем прогрева стенок экспериментальной установки, временем стабилизации режима работы измерительной аппаратуры, а также зависит от выбранного цикла работы, обусловленного различ- 60 ными технологическими операциями.

Обычно это время порядка 10 с и более.

Длительность регистрации основно го сигнала также составляет доли секунды,. 65

Величина измеренного значения электропроводности газа с присадкой определяется по разности основного и нулевого сигнала 6„=+> - d" и отличается от истиййого б„ на величину погрешности йд за счет изменения опорного сигнала за время выхода на установившийся режим Г2).

Однако при укаэанном способе не учитывается влияние ряда факторов, связанных с необходимостью выхода на установившийся режим. К числу таких факторов можно отнести дрейф

"нуля" измерительной и регистрирующей аппаратуры, изменение поперечных размеров измерительного канала, за счет уноса.материала под воздействием высокотемпературного потока, изменение диэлектрических свойств стенок канала в местах Контакта с горячим газом и, за счет их прогрева, последующее влияние на работу схемы измерительного устройства. Все эти факторы могут значительно изменить положение "нуль" и снизить точность измерений проводимости потока. Сте,:пень влияния указанных факторов на точность измерений в сушественной степени зависит от длительности цикла измерений и аналитически ее установить нельзя.

Пель изобретения — повышение точности измерений проводимости потока с присадкой за счет уменьшения влияния различных факторов на изменение нулевого сигнала за время выхода параметров струи на установившийся режим, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения электропроводности газов с легкоионизирующейся присадкой, заключающемуся в регистрации электрических параметров до и после подачи газа с присадкой при установившемся режиме с последуюцим определением электропроводности по зарегистрированным параметрам, до подачи газа с присадкой и после его подачи подают газ без присадки и регистрируют электрические параметры газа без присадки, корректируют электрические параметры, полученные до подачи газа и по полученным данным рас

:считывают электропроводность, Такой способ измерения позволяет учесть изменение уровня нулевого сигнала при любой длительности времени выхода параметров потока на установившийся режим и повысить точность измерений.

На фиг, 2 представлена осциллограмма за время испытания.

На фиг. 2 обозначены участок регистрации электрических параметров до подачи газа, участки )) u IV регистрации электрических параметров газа беэ присадки, участок Й! регистра1056021 ции электрических параметров газа с присадкой.

После .установки измерительного устройства, например индукционного датчика, на измерительном участке . экспериментальной установки проводят его градуировку и регистрируют электрический параметр (d 0 ) до подачи газа перед началом испйтания.

После регистрации опорного сигнала подается поток без присадки, а через

1IpoMewJToK Времени t, 4 l. составляю-. щий доли секунды, регистрируют сигнал, соответствующий параметру Д„: на участке Й, продолжительность которого тЬже составляет доли секунды.

Без этого участка невозможно учесть влияние воздействия высокотемпературного потока на геометрические размеры измерительного канала, а также неравномерность потока по сечению в момент появления горячего потока, т.е. в отсутствие других воздействий, связанных с длительностью выхода на установившийся режим.

Промежуток времени Т т4 связан с выходом параметров установки на установившийся тепловой режим и другими подготовительными и технологическими операциями и может быть сколь угодно большим. Поскольку выход на тепловой режим определяется в основном параметрами самого газа, то на. этом участке в целях экономии дорогостоящей присадки ее целесообразно не подавать, Затем подается .присадка, и на .стабилизированном участке производится регистрация основного(б „)сигнала. После этого прекращается подача присадки, и через промежуток времени с (доли секунды ) снова (участок 6 ) регистрируется сигнал д"2 в отсутствие присадки (доли секунды ). Этот сигнал в условиях воздействия высокотемпературного потока, аналогичных участку

II дополнительно учитывает дрейф «йуля" измерительной и регистрирующей аппаратуры до момента измерения (С )основного сигнала, а также унос материала и изменение электрических свойств измерительного канала.

Таким образом, из сравнения сигналов для двух идентичных по условиям, замера участков Ю и II можно определить. наиболее сильно проявляющуюся погрешность измерения h6 = 62 - 61 за счет изменения опорного сигнала, На эту величину производится поправка опорного сигнала {бр - 6 +а4)и по отношению к нему определяется более точная величина электропроводности газа с присадкой G« = -, Кроме того, наличие представленных четырех операций с той же степенью-точности позволяет получить дополиительные ,данные: вклад в электропроводноть

35 только присадки,4„, * бу - ä2 электропроводность самого газового потоутстви рисадки гоз 2 -- оо.

Из сказанного очевидно, что отсутствие хотя бы одного из вспомагатель;р ных участков (Т, 5 или ф Р не позволяет достичь поставленной цели. Например, при отсутствии. участка Т с требуемой степенью точности можно определить вклад только присадки и теряется

)5 информация об электропроводности самого потока газа, следовательно, нель:зя определить электропроводность газа

:с присадкой в комплексе. При отсутствии участка ll а требуемой точностью можно определить только вклад присадки, а электропроводность газа с присадкой в комплексе — только с погрешностью, которая, имеет место н.в известном.способе. При отсутствии участка )Ч нет преимуществ перед

З5 .известным способом по отношению к определению электропроводности как газа с присадкой, так вклада самой присадки.

4Q Аналогичным образом мы теряем в точности, если регистрацию сигналов . на участке и IV проводить в отсутствие газового потока, т.е. теряется влияние его температурного воздействия на стенки измерительного канала и неравномерность потока по сечению.

Изобретение позволяет повысить точность измерения при исследовании электрофизических свойств газовых потоков, например продуктов сгорания химических топлив.

10560?1

Составитель М. Кривенко

Редактор Н. Лазаренко Техред Ж. Кастелевич КорректорА. Ильин

Заказ 9290/34 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4