Калориметрический способ измерения массового расхода

 

СОЮЭ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 П1) (51)5 С 01 F 1 68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРП!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 23. 02. 91. Бюл. Ф 7 (21). 4250226/ 10 (22) 23,03.87 (72) С.И.Зинченко, M,В.Левин, С.Е.Салимов и Н.Д.Спорыхин (53) 681.12!(088,8) (56) Кремлевский П.П. Измерение расхода многофаэных потоков. — Л.: Машиностроение, 1982, с. 108-112, Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. " Л.: Машиностроение, 1975, с. 444-450, (54) КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА (57) Изобретение относится к иэмериИзобретение относится к измерительной технике, в частности к кало-риметрическим способам измерения расхода жидкости, газа и двухфазной,, преимущественно парожидкостной, среды при условии, что фазы находятся в состоянии термодинамического равновесия и может найти применение в теплоэнергетике,, в химической и нефтехимической промышленности, в авиационной, космической и криогенной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей эа счет измерения массового расхода двухфазных одяокомпонентных. потоков.

На чертеже представлена схема уст- . ройства, реализующего предлагаемый способ, Устройство содержит измерительный участок трубопровода, на котором

2 тельной технике и может использоваться для измерения двухфазных однокомпоиентных сред. Цель изобретеиия расширение функциональных возможнос» тей способа. При определении массового расхода осуществляют тепловое воздействие на поток таким образом, чтобы не нарушалось термодинамическое равновесие фаэ двухфазной однокомпонентной среды, измеряют изменения плотности до и после теплового воздействия, по которым определяют массовое расходное содержание фаз в потоке, и вычисляют массовый расход по формуле. размещены индикатор 1 режима течения потока, термочувствительные элементы 2, плотномеры 3 и нагреватель 4.

Определение массового расхода потока осуществляется в следующей последовательности.

С помощью индикатора 1 режима те" чения определяют режим течения потока.

Измеряют температуру потока н плотность, затем включают нагреватель 4 с мощностью тепловыделения Я.

Измеряют изменение плотности среды. В случае измерения расхода однофаэного потока величина расхода определяется известным способом по разности температур до и после нагревателя, а в случае измерения массового расхода двухфазного потока - по измеренным

1559848 значениям температуры плотности насыщенных фаз в и р", где p u плотности насьппенных соответственно первой и второй фаз двухфазного по5 тока. Массовый расход С при течении двухфазной среды рассчитывают по формуле:

{2) М., 1 йй

Г;

М + -- — (1-и()

К; где и{ — истинное объемное содержание одной из фаз

p; p, 1

К; — коэффициент скольжения фаз, зависящий oò режима течения 35 двухфаэнои среды.

Уравнение (1) выражает закон сохранения энергии двухфазного потока, в котором обе фазы находятся в состоянии насыщения. ао

Для того, чтобы процесс измерения массового расхода производился непрерывно, температуру и плотность среды измеряют при постоянно включенном на-гревателе, при этом тепловое воздействие на поток должно осуществляться без нарушения термодинамического равновесия фаэ, !

Равновесные параметры насыщенной жидкости и пара (при двухфазной па рожидкостной среде) могут бить определены не только по температуре, но и

nd давлению, Для упрощения процесса измерения массового расхода двухфазно. го потока проточную пасть измеритель55 ного участка можно выполнить таким образом, чтобы режим течение двухфазной среды был известнь1м и неиэменным

g (1) 1л (х -,) .I

: где О: — мощность тепловыделения, r - удельная теплота фазового перехода; х - массовое расходное содержание 15

1 одной фазы, 2, где i=1 снабжаются переменные, относящиеся к потоку до включения нагревателя, i=2 снабжаются переменные, характеризующие по- 2р ток после включения нагревателя.

При этом массовое расходное содержание каждой фазы опрецеляется по формуле: формулаизобретения

Калориметрический способ измерения массового расхода, включающий измерение температуры по1окав тепловое воздействие на поток и вычисление величины массового расхода, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет измерения массовог6 расхода двухфазных однокомпонентных потоков, тепловое воздействие на поток осуществляют беэ разрушения термодинамического равновесия фаз двухком" понентной среды, измеряют плотность, потока до и после теплового воздействия, определяют массовое расходное содержание каждой фазы, а расход вычисляют по формуле

2 г{х -х,) rде q — мощность тепловыделения; — удельная теплота фазового перехода; х;х, †массов расходные содержания одной фазы до и после.включения воздействия на поток

О(,; х

Ф т- 9 с, + "-й- — (1 е(;)

К;

l р р

К где ; в — плотности насыщенной первой и второй фазы двухфазного пзтока

1в 2

К - коэффициент скольжения фаэ, зависящий от режи. ма течения двухфазной среды. во всем диапазоне измерений массового расходного содержания фаз в потоке. Для этого по известным диаграммам режимов течения для .данного вещества выбирают соответствующую геометрию и ориентацию в пространстве трубопровода на участке измерения расхода, Использование предлагаемого способа обеспечивает возможность измерения массового расхода как однофаэного, так и двухфазного однокомпонентного потока, 1559848

Составитель Н,Андреева

Редактор М.Кузнецова Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

J.

Закаэ 874 Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГАНГ СССР

113035, Иосква, 5-35, Раувская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уагород, ул. Гагарина, 30!