Устройство для определения энтальпии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ жидкости или газа, включающее пробоотборный зонд и манометр, соединенный с ним, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения влияния на измерения давления жидкости или газа, оно снабжено трубкой с соплом, консольно закрепленной одним -своим концом с возможностью углового перемещения и соединенной с зондом, датчиком усилия, соединенным с трубкой, и преобразователем , при этом манометр через преобразователь подключен к датчику усилия. СО сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(ю G 01 К 17/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3578937/23 26 (22) 07.04.83 (46) 15.12.84. Бюл. № 46 (72) С.А.Сафронников и А..Г.Свидерский (71) Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им.Ф.Э.Дзержинского (53) 536.62 (088.8? .(56) 1. Авторское свидетельство СССР № 864087, кл. 0 01 N 25/58, 1979.

2. "Теплоэнергетика", 1979, с.16. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭНТАЛЬПИИ жидкости или газа, вклю„SU„„1129501 А чающее пробоотборный зонд и манометр, соединенный с ним, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений путем исключения влияния на измерения давления жидкости или газа, оно снабжено трубкой с соплом, консольно закрепленИОЙ Одним сВОим кОнцОм с Возмож ностью углового перемещения и соединенной с зондом, датчиком усилия, соединенным с трубкой, и преобразователем, при этом манометр через преобразователь подключен к датчику усилия.

1129501

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения энтальпии жидкости или газа в энергетике, теплофизике и других областях, где необходимо измерение энтальпии.

Известно устройство для измерения энтальпии парожидкостной среды, имеющее датчики температуры и объема пара в среде, датчики величины магнитного потока, возникающего при введении термомагнитной и магнитноупорной жидкости B íåìàãíèòíûé сосуд, с пробой, которую вводят в переменное магнитное поле. По полученным данным определяют величины энтальпии (1 ).

Недостатками такого устройства является то, что измерение произво>. дится дискретно и устройство примени-20 мо только при докритическом давлении пробы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения энтальпии жидкости или газа, содержащее зонды, соединенные с полюсовой и минусовой линиями дифманометра. Показание дифманометра пропорционально плотности

30 среды, которая зависит от энталь-.:.: пии (.2 ).

Недостатком указанного устройства является зависимость показаний от изменения давления среды и скорости потока. 35

Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения влияния на измерения давления жидкости или газа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения энтальпии жидкости или газа, включающее пробоотборный зонд и манометр, соединенный с ним, снабжено трубкой с соплом, консольно закрепленной 45 одним своим концом с возможностью углового перемещения и соединенной с зондом, датчиком усилия, соединенным с трубкой, и преобразователем, при этом. манометр через преобразо- 50 ватель подключен к датчикУ усилия.

Согласно известной формуле, реактивная сила, возникающая при критическом истечении среды из сопла, равна

F=y+а, (11 где а — скорость звука на срезе сопла; е

2 у» — плотность среды; — площадь выходного сечения сопла.

Параметры среды на срезе сопла однозначно связаны с параметрами, а именно с энтальпией и давлением, среды перед соплом, и достаточно просто определяются по >- S -диаграмме исследуемого вещества, т,е.

Р (1о > Ро) (2) . am(i0% ) ) . (3)

Таким образом, = (10 Рр) > Ж т.е. реактивная сила однозначно связана с параметрами среды перед соплом

Так как целью является измерение энтальпии, то Г 1 оказывается вредной. Для исключения влияния изменения давления на величину F в устройство введен датчик давления и преобразователь.

Пусть произошло изменение давления измеряемой среды при постоянной величине энтальпии. Тогда изменяется реактивная -сила. Но изменение давления вызывает также изменение выходной величины преобразователя, который настраивается так, чтобы скомпенсировать изменение реактивной силы.

Выполнение. преобразователя может быть разнообразным и зависит от применяемого датчика усилия(силомера ), расчетного диапазона изменения давления и т.д.

Например, при достаточно узком диапазоне изменения давления можно применить механическую связь чувствительный элемент датчика давлениячувствительный элемент датчика усилия. В этом случае роль преобразователя может играть пружина с регулируемой при настройке прибора силой сжатия.

При достаточно широком диапазоне изменения давления рациональнее преобразовать величины усилия и давления в однотипные сигналы >например токовые ), а затем из вычесть.

В этом случае задают необходимую зависимость компенсирующего сигнала от давления.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из зонда 1, соединенного с патрубками 2, один из которых соединен с трубкой 3, верхний конец которой заглушен и соединен с пружиной 4, а другой

11295

Составитель А.Тарасов

Редактор И.Рыбченко Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Максимишинец

Заказ 9440/33 Тираж 822 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

3 конец соединен с соплом 5, расположенным в корпусе 6, и штоком 7, подсоединенным к датчику 8 усилия, другой патрубок 2 соединен с датчиком 9 давления, выходной сигнал кото- рого подается на преобразователь

10, соединенный с датчиком 8 усилия.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемую среду собирают зондом lp

I и подают через патрубок 2 к датчику 9 давления и к трубе 3,. которая подвешена в корпусе 6 и заканчивается соплом 5. Среда поступает к соплу 5, истекает в объем корпуса

6 и поступает на слив. Возникающая при этом реактивная сила, зависящая от энтальпии и давления среды, измеряется силомером, соединенным с трубкой 3 штоком 7. Для исключения . 20 влияния изменения давления на результат измерения устройство содержит датчик давления(например стандартный манометр типа ИЭД ), выходной сигнал которого поступает на преобразова25 тель 10, соединенный с силомером, формирующим по этому сигналу усилие, равное только той части реактивной

".илы; которая определяется измене0l

4 нием давления. Это усилие вводится в силомер для компенсации погрешности, вызванной отклонением давления.

Выходным сигналом преобразователя

10 может быть и сигнал, аналогьчный выходному сигналу силомера(например, величина электрического тока). В этом случае сигналы от силомера и преобразователя 10 должны просто вычитаться.

Устройство может быть использовано в различных областях техники как измеритель энтальпии жидкости или газа, в частности, в энергетике для измерения энтальпии рабочей среды в зоне больших теплоемкостей прямоточных котлов, в системах регулирования соотношения водатопливо.

При использовании изобретения в системах регулирования соотношения вода-топливо прямоточных котлов экономический эффект составляет

20 тыс.руб/год.на один блок 300 МВт за счет улучшения качества поддержания теплового режима пароводяного тракта и, как следствие, повышения надежности работы оборудования.