Устройство для измерения размеров капель электропроводной жидкости

 

Изобретение относится к технике измерений в дисперсных газожидкостных струях и потоках. Устройство может использоваться при измерении дисперсности капель при разработке струйных охлаждающих устройств, в паровых турбинах, форсунках высокого давления. Целью изобретения является повышение точности измерений путем исключения возможности замьжания злектродов вне измерительного зазора и деформации капель, а также расширение диапазона измерений размеров капель различной вязкости и упрощение процесса измерений. Электроды устройства установлены наклонно. Измерительньй зазор сдвинут по отношению к рамке вверх по струе. Концы электродов выполнены в виде ножеобразных пластин , зазоры между электродами и угол их наклона могут при необходимости изменяться в процессе измерения за счет поворота подвижного звена рамки с электродами соответственно на вер тикальяом и горизонтальном шарнирах. Эвакуация капель от зазора позволяет производить измерения в газожидкостной струе. Исключение деформации капель и уменьшение искажений структуры дисперсной струи повышает точность измерений. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 01 N 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4» /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3986533/31-25 (22) 10.12.85 (46) 07.06.87. Бюл. № 21 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) В.Н.Мудриков, В.П.Онофрейчук и В.Б.Половинкин (53) 539. 271 . 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 757934, кл. G 01 N 15/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 466431, кл. G 01 N 15/02, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ КАПЕЛЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к технике измерений в дисперсных газожидкостных струях и потоках. Устройство может использоваться при измерении дисперсности капель при разработке струйных охлаждающих устройств, в паровых турбинах, форсунках высокого давления, Целью изобретения является

„„SU„„1315872 А1 повышение точности измерений путем исключения возможности замыкания электродов вне измерительного зазора и деформации капель, а также расширение диапазона измерений размеров капель различной вязкости и упрощение процесса измерений. Электроды устройства установлены наклонно. Измерительный зазор сдвинут по отношению к рамке вверх по струе, Концы электродов выполнены в виде ножеобразных пластин, зазоры между электродами и угол их наклона могут при необходимости изменяться в процессе измерения за счет поворота подвижного звена рамки с электродами соответственно на вертикальном и горизонтальном шарнирах, Эвакуация капель от зазора позволяет производить измерения в газожидкостной струе, Исключение деформации капель и уменьшение искажений структуры дисперсной струи повышает точность измерений. 3 з.п. A-лы, 4 ил.

1315872

Изобретение относится к технике измерений в дисперсных газожидкостных струях и потоках и может быть использовано для исследования дисперсности жидкой фазы в газожидкостных 5 струйных охлаждающих устройствах, паровых турбинах„ форсунках высокого давления, Цель изобретения — повьш ение точности путем исключения возможности замыкания электродов вне измерительного зазора и деформации капель, а также расширение диапазона измерений размеров капель различной вязкости и упрощение процесса измерений.

tS

На фиг.1 и 2 показано устройство, вид сверху, варианты выполнения; на фиг.3 — зависимости числа замыканий от величин зазоров между электродами; на фиг.4 — сечение А-А на фиг„1.

Устройство состоит из неподвижного звена 1 рамки, на котором установлены иглы-электроды 2. Подвижное звено 3 установлено на основании рам- 25 ки на шарнире 4. Рамка с электродами крепится к держателю 5 с опорой 6 и с помощью координатника 7 передвигается поперек потока. В сдвинутом положении концы всех электродов сходят- 0 ся (нулевой зазор). Электроды на подвижном звене 3 закорочены и выведены внутрь трубчатого держателя 5 одним проводом, а на неподвижном — раздельными.

Подвижное звено 3 с электродами может быть установлено на конце держателя 5 на горизонтальном шарнире 8.

Устройство работает следующим образом.

Зазор между электродами на разомкнутом конце рамки устанавливается в требуемой точке газожидкостной струи. При замыкании каплями электропроводной жидкости зазора между электродами, на которые подана разность потенциалов, в цепи возникают импульсы электрического тока, которые фиксируются электронным частотомером.

Затем с помощью координатника в ту же точку струи помещается следующий (меньший по величине) зазор между электродами.

Таким образом экспериментально по55 лучены зависимости частоты замыканий от величины зазора между электродами, которые используются для расчета иззестными методами кривой распределения капель по размерам и различных требуемых усредненных характеристик кривой (среднего диаметра распределения).

Визуальные наблюдения показывают, что наклонное расположение электродов под углом 45-50 к плоскости рам ки обеспечивает надежную эвакуацию большого класса жидкостей (воды, спиртов, кетонов и т.д.) по электродам от измерительного зазора в условиях натекания перпендикулярной к рамке высокоскоростной газожидкостной струи.

Деформации капель при замыкании зазора не наблюдается даже в случае натекания капель диаметром 1-2 мм со скоростью до 60 м/с и заведомо малого зазора между электродами. Все это обеспечивает возможность измерений дисперсности с помощью предлагаемого устройства в газожидкостной струе и повышение точности измерений.

Длина ножеобразной части электрода 2-3 мм достаточна для образования угла среза наружной кромки 30-35 при обычном диаметре электродов 0,81 мм, при этом пластина достаточно жесткая и не вибрирует в турбулентном потоке, Проволочная часть электродов для исключения ложных сигналов покрыта стойким к жидкости покрытием.

Одна из полученных зависимостей показана на фиг.3 кривой 10, Измерения выполнялись в воздухо-водяной струе, скорость потока на выходе из сопла составляла 40 м/с, диспергирование жидкости осуществлялось механической форсункой, установленной на срезе сопла °

Как видно из кривой 9 (фиг.3), нескольким малым зазорам может соответствовать одинаковая частота замыканий, Это означает, что эти зазоры выходят н меньшую сторону от наименьшего размера капель в струе, В этом случае с помощью шарнира 4 (фиг.l) увеличивают угол между плечами 1 и 3 рамки с электродами, тем самым сдвигают весь диапазон зазоров устройства в сторону увеличения °

Если при измерении несколько зазоров большого размера не замыкаются (кривая 11, фиг,3), то диапазон зазоров устройства сдвинут в большую сторону от наибольшего размера капель, В этом случае угол между плечами рамки уменьшают °

25 г !

Puz. 2

3 ) 3158

Таким образом, возможность подбо-. ра рабочего диапазона зазоров устройства в процессе измерсний существенно упрощает методику и ускоряет процесс измерений. 5

В случае маловязких жидкостей и капель большого размера завышение угла наклона может приводить к дроблению капель и искажению функции распределения капель по размерам. Вращая подвижное звено 3 рамки вниз от горизонтального положения устанавливают минимально необходимый угол наклона электродов, обеспечивающий сток капель от зазора к рамке. !

Для обеспечения симметричности расположения попарных электродов неподвижное звено 1 рамки (фиг.1) вращается вместе с держателем на тот же угол в противоположном направлении. 20

Таким образом, наличие горизонтального шарнира позволяет дополнительно повысить точность измерений и в случае маловязкой дисперсной фазы газожидкостной струи.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения размеров капель электропроводной жидкости, содержащее установленную в держателе рамку с жестко закрепленными на ней проволочными электродами, направленными навстречу друг другу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения возможности замыкания электродов вне чзмерительного зазора и упрощения процесса измерений, электроды установлены наклонно в сторону набегающего потока под углом 45-50 к плоскости рамки.

2, Устройство по и,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения деформации капель, концы электродов выполнены в виде ножеобразных пластин, внутренние кромки которых составляют угол менее 40 к верхней поверхности электродов.

3. Устройство по пп.1 и 2, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых размеров капель, рамка выполнена в виде П-образного трехзвенника, одно из параллельных звеньев которого вместе с электродами установлено на вертикально фиксируемом шарнире, 4, Устройство по пп.1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений размеров капель различной вязкости, по крайней мере одно звено с электродами установлено на горизонтальном фиксируемом шарнире на конце держателя.

1315872

Редактор П.Гереши

Заказ 2354/46 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 й700

9,сек

Со стави тель В. Алек с ее в

Техред М.Ходанич Корректор В,Бутяга