Устройство для измерения вязкости жидких сред в потоке
Изобретение относится к изучению физико-химических свойств жидких сред и может использоваться для измерения вязкости в трубопроводах технологических потоков нефтяной, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерений вязкости за счет повышения точности измерения расхода потока анализируемой среды в трубопроводе. Устройство включает в себя установленные в основном трубопроводе два гидродинамических сопротивления, выполненные в виде сужающих устройств, обеспечивающих условия соответственно RE√e<SB POS="POST">гр</SB> и RE√E<SB POS="POST">гр</SB> (Re<SB POS="POST">гр</SB> - число рейнольдса граничное), к которым подключены измерительные преобразователи перепада давления. Выходы преобразователей соединены с входами измерительного прибора вискозиметра, при этом преобразователь, установленный на сужающем устройстве с RE√e<SB POS="POST">гр</SB>, содержит второй выход, связанный с одним из входов измерительного прибора вискозиметра через расходомер. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
О
° Ь
С
Ф (21) 4262215/23-25 (22) 15.06.87 (46) 30.11;90. Бюл, № 44 (71) Ташкентский политехнический институт им.А.P.Áèðóíè и Калининский политехнический институт (72) Т,З.Закиров, А.M.Çèíãåð, Г.А.Дмитриев и Т.Н.Бекбутаева (53) 532.137(088,8) (56) Кулаков M.Â. Технологические измере- ния и приборы для химических производств.
M,: Машиностроение, 1983, с. 303.
Патент Японии ¹ 52-7751, кл. G 01 N 11/08; 1977, Авторское свидетельство СССР № 1233002, кл. G 01 N 11/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКИХ СРЕД В ПОТОКЕ (57) Изобретение относится к изучению физико-химических свойств жидких сред и может испол ьзоваться для измерения
Изобретение относится к устройствам для .определения вязкости сред технологических потоков в трубопроводах, например, при перекачке нефтепродуктов.
Цель изобретения — повышение точно. сти измерений.
На чертеже представлена функциональная схема вискоэиметра.
Устройство состоит из сужающего уст-ройства 1, выбранного в соответствии с
"Правилами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами" РД50-213-80 с достаточно боль- .. шим отверстием, у которого относительйая площадь (модуль) достаточно мала и обеспе„„5Ц „„1 610404 А1
С (51 л G 01 И 11/08 г вязкости в трубопроводах технологических потоков нефтяной, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.
Цель изобретения — повышение точности измерений вязкости за счет повышения точности измерения расхода потока анализируемой среды в трубопроводе, Устройство включает в себя установленные в основном трубопроводе два гидродинамических сопротивления, выполненные в виде сужающих устройств, обеспечивающих условия соответственно Re > Йегр и Re< Re
Устройство работает следующим образом.
Перепад давления на сужающем устройстве 1 измеряется и преобразуется в 10 сигнал дистанционной передачи показаний посредством измерительного преобразователя 3 перепада давления, Выходные сигналы передаются на измерительные приборы расходомера 5 переменного перепада дав- 15 ления и вискозиметра 6. Результаты измерения расхода анализируемой среды посредством расходомера 5 переменного перепада давления практически не зависят от изменения вязкости анализируемой сре- 20 ды.
Сущность работы устройства связана с особенностью работы сужающего устройства в вязкой среде. Величина объемного расхода, измеряемого расходомером 25 переменного перепада давления, вычисляется согласно РД-50-213-80 по формуле
Q„=K а d VhP, nv2 гдеК=- - — коэффициент прогорцио- 30 1 р нальности; р — плотность среды в рабочих условиях, кгlм; а — коэффициент расхода;
d — диаметр отверстия сужающего устройства, мм;
Л P — перепас давления на сужающем устройстве, кгс/м .
Как видно из РД-50-213-80, для двух 40 значений относительной площади (модуля) сужающего устройства m e диапазоне возможных изменений числа Re при малых значениях m коэффициент расхода а практически не изменяется, а при больших зна- 45 чениях m коэффициент расхода m изменяется существенно (см,таблицу), Как видно из вышеприведенных данных таблицы, для m = 0,050 (сужающее устройство 1) приращение коэффициента расхода составляет всего 0,002, т.е. показания расходомера 5 практически не зависят от числа
Re, а следовательно, и от вязкости; так как в формуле для расхода а изменяется незначительно, В то же время коэффициент расхода а на сужающем устройстве 2 сущеQo )
c1венно зависит от числа Re=0,354 - -, а
Ы,Я следовательно, от вязкости р, Учитывая, что через оба сужающих устройства 1 и 2 проходит один и тот же поток с одним и тем же расходом Qr, можно правые части уравнения расхода обоих сужающих устройств приравнять, тогда: к rr df ьг1 =K d) а гхР, .
Отсюда можно найти изменяющийся коэффициент расхода: 2 а =а 1 — =—
Таким образом, по показаниям измерительных преобразователей 3 и 4, измеряющих перепад давлений на сужающих устройствах соответственно 1 и 2, в вычислительном блоке измерительного прибора 6 определяется коэффициент а2 Величина расхода Qa определяется в измерительном приборе расходомера 5, Зависимость между коэффициентом расхода а и числом Re представлена в.
РД50-213-80. В измерительных приборах 6 по рассчитанным значениям а ОО и D определяют текущее значение вязкости по формуле
Р =0,354 Q /å
По сравнению с прототипом для измерения. вязкости в предложенном техническом решении измерение расхода производится не от тахометра, связанного жестко с валом шестеренчатого насоса, а путем измерения перепада давления на втором сужающем устройстве, Такое конструктивное решение позволяет осуществлять измерение вязкости путем использования однотипных стандартизированных элементов перепада давления, Измерение вязкости в предложенной технической реализации может осуществляться не только в трубопроводах с установленными в них побудителями расхода, но и в ответвлениях тоубопроводов.
Дополнительный эффект заключается в возможности измерения вязкости не только в основной магистральной линии, но и в ответвлениях, так как расход в рассматриваемом участке трубопровода определяется не производительностью насоса, а вторым сужающим устройством и расходомером, входящим в комплект вискозиметра, Формула изобретения
Устройство для измерения вязкости жидких сред в потоке, содержащее установленное в потоке сужающее устройство, выбранное по условию Re(Rerp, где Rerp— число Рейнольдса граничное. измерительный преобразователь перепада давления на
1610404
Re макс
Re мин и макс а мин
0,600
0,798
0,002
0,060
107
0,598
0.738
104
0,050
0,600
Составитель С.Рыжих
Редактор М.Бандура - Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова
Заказ 3735 Тираж 488 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 сужающем устройстве и расходомер, выходы которых связаны с измерительным прибором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, расходомер выполнен в виде установленного в том же по- 5 токе второго сужающего устройства и второго измерительного преобразователя перепада давления, выход которого через измерительный преобразователь расхода связан с
10 измерительным прибором, при этом относительная площадь второго сужающего устройства выбрана из условия
Re > Re
