Способ определения параметров газосодержания двухфазного потока

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАЙЕТРОВ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ даУХФАЗНОГО |10ТСЖА-, основанный на введении в сследушлый поток чувствительного элемента.на гидродинамическом ножа отличающий с я тем, что/ с цепью повьтения точности и pacaim рения диапазона измерений, в двухфазный поток последовательно вводя на гидродинамическом ноже кавернообразуюцие тепа и производят измерение дпины образованной введенным телом каверны, затем в однородном потоке создают искусственную каверну путем поддува газа за каверно-образукщее тепо и измеряют расход :газа, необходимый для создания ис:кусственной каверны в потоке той же длины, а концентрацию газа Cf и от|носительную объемную концентрацию газовой фазы в двухфазном потоке находят поуравнению ) -- где «.. .i J |0, при расход газа на образование искцгрственной каверны за кавернообразувщим телом с поперечным размером и. ; U.B,- продольный и поперечный размеры кавернообразующего тела; eJ, диаметр газовой фракции в двухфазном потоке, лежащей в диапазоне D;.di DUl i скорость набегающего потока перед кавернообразукщим телом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1/

tl (1 при «Ъ4 и С ь С

О, ври <) (21) 3509 537/1 8-25 (22) 03.11 82: (46) 23.03.84. Бюл.. Ф 11 (72) С.В.Осипенко, Ю.Н.Савченко, С.В,Сидоров и В.Н.Семененко (71) Институт. гидромеханики АН

Украинской CCP (53) 548.137 (088.8) (56) 1. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. М., Мир, 1973, с. 432-433.

2. Система Турбулентность .

Аппаратура для измерения параметров

Газовой фазы газожидкостного потока техническое описание и инструкция ио применению. Донецк. Донецк .ук-т, 1977 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАфВТРОВ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ ДВУХФАЗНОГО

ИОТОКА; основанный на введении в исследуемый поток чувствительного элемента,на гидродинамическом ноже, отличающийся - тем, что, с целью повыяения точности и расширения диапазона измерений, в двухфазный поток последовательно вводят иа гидродинамическом ноже кавернообразукщие тела и производят измерение.длийы образованной введенным телом каверны, затем в однородном потоке создают искусственную ка„„SU„„1081480 А верну путем поддува газа эа каверно-- обраэукщее тело и измеряют расход

:газа, необходимый для создания искусственной каверны в потоке той же длины, а концентрацию газа С< и от носительную объемную концентрацию ,С;=Се(С газовой фазы в двухфазном по1токе находят по. уравнению

9,.=Zd;" с,.(2d;+3>)VI; j=(,-." расход газа на образование ис сурственной каверны эа кавернообразукп им телом с поперечным размером )) у продольный и поперечный размеры кавернообразуюmего телами диаметр газовой фракции в двухфазном потоке, лежащей s диапазоне

3 й<Р ° „ скорость йабегакщего потока перед кавернообрйэукщим телом.

1081480

0,8 1,2 1,6

0,4

57 14 5

10

40 30

Изобретение относится к экспери-. ментальной гидромеханике и может быть использовано для определения размеров газовых включений и их концентраций в зависимости от раэмеPoB .

Известен способ экспериментального определения газонасыщения двухфазного пожжка, основанный на фотосъемке газовых включений fl J

Недостатком этого способа является то, что фотосъемка дает проекцию газораспределения в пространственном двухфазном потоке и результаты измерений недостаточно точны.

Наиболее близким к изобретению является способ определения параметров газосодержания двухфаэного потока, основанный на различных скоростях охлаждения измерительного элемента термоанемометра, введен- 20 ного на гидродинамическом ноже в двухфазный поток, в жидкой и газовой среде. Сигнал с датчика термоанемометра преобразуется в импульсную последовательность, в кото- 25 рой длительность и порядок следования импульсов соответствуют прохождению газовых включений через термоанемометр (.23.

Недостатком данного способа явля- 30 ется невысокая точность измерений,,обусловленная возмущениями потока зондом значительных размеров и ограничения по скорости потока (до

10 м/с) и размерам газовых включений (свыше 2 мм).

Цель изобретения повышение точности, упрощение процесса и расширение диапазона измерений параметров гаэосодержания двухфазного пото- 40 ка.

Зта цель достигается тем, что согласно способу определения параметров гаэосодержания двухфазного потока, основанному на введении в исследуемый поток чувствительного элемента на гидродинамическом ноже, в двухфазный поток последовательно вводят на гидродинамическом ноже кавернообразукщие тела и производят измерение длины, образованной введенным телом каверны, заДиаметр ка вернообраз укщего тела 3 °, мм

Длина кавернообраэукщего тела Ф„., мм

Необходимая величина расхода воздуха для создания каверны длиной Я л/с

Концентрация газовой фазы

1 с размерами 5)5(d. c.ф„„

С5,Е тем в однородном потоке создают искусственную каверну путем поддува газа за кавернообразукщее тело и измеряют расход газа,необходимый для создания искусственной ка-. верны в потоке той же длины, а концентрацию газа С и относительную объемную концентрацию С -С;5С v газовой фазы в двухфазном потоке находят по уравнению

tl !

Я.=Х»о ..С. (2d;3 ) /1.; =1,...,п,,5 51 5 f, APH 1 >y) Ae O,. = и С= ЕС.;

О, при 1<

1=1

Q. — расход газа на образование ис5 кусственной каверны эа кавернообразующим телом с поперечным размером 5).

L,D — продольный и поперечный размеры кавернообразукщего тела;

3 — диаметр газовой фракции в двухфазном потоке, лежащей в диапазоне 3 y

Ч - скорость набегающего потока

7 перед кавернообразукщим телом.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Способ реализуется следукщим образом.

Для измерения параметров двухфазного потока кавернообраэукщее тело 1, установленное на державке со шкалой 2 делений, вводят на гид родинамическом ноже 3 в поток, магистраль 4 поддува и расходомер 5 используют для подачи и определения расхода воздуха, требуемого для создания искусственной каверны определенной длины в однородном потоке. Зто достигается путем открытия напорного крана 6 для подачи воздуха из рессивера 7. Скорость потока Y= 8,9 м/с. В качестве кавернообраэунщих тел использовались,кавитаторы длиной L, 1 см и диаметром 3 (1)1=0 4 мм, 32- 0 8 мм,1)3 1

1,6 мм) .

Результаты эксперимента представлены в таблице.

0,02 0,022. 0,15 0,005

1081480 .

Ъ

Составитель В.Крутин

Редактор В. Данко ТехредЖ.Кастелевич Корректор М лароши

Заказ 1537/36 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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

Подставив в уравнение величины

3 и 3 приведенные в таблице, систе му уравнений с неизвестными С, {

«И, 2, 3 < 4 ) „, запишем в в иде

О, 54 3(+5С +7С +9С4,.

О, 33 ЗС +4 C +5С4, О, 152 1, 8С3 2, 2С< ф

0,429 6С4.

В результаее решения найдем

С, Ф0, 02, С2й0,04, Cg0,03, С4и0,01 g ф

c--Xc.-ол !

1 4

1 2

С = — 400% =20 /о С = — 100 =40 !

С - С

3 С 4 0

С = —

В случае необходимости можно уве5 личить ч исло используемых кавиаторов и получить распределение концентра,ций С; с меныпим интервалом (, 1) °

ip Предлагаемый способ позволяет увеличить точность, упростить процесс, снизить материальные .затраты на проведение эксаеримента и расширить ди» апаэон измерения параметров двухфазных течений.