Тепловой микрорасходомер

 

Использование: в качестве измеритель; ных средств расходов газовых потоков. Сущность изобретения: корпус 1 содержит входной и выходной штуцеры 3, дюралюминиевый измерительный трубопровод 4 с размещенными на нем пленочным нагревателем 5 и хромель-каплевыми термопарами 6, заполняющую корпус пористую теплоизоляцию 7. Между внутренними выступами подводящих штуцеров 3 и концами трубопровода 4 имеются зазоры, стенками которых является вспененная теплоизоляция 1. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 F 1/68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4818669/10 (22) 13.03.90 (46) 23.10.92, Бюл. ¹ 39 (71) Опытно-конструкторское бюро "Факел" и Калининградский государственный университет (72) И.В. Мальцев, А,В, Румянцев и А.Г. Дьяков (56) Кремлевский П.П, Расходомеры и счетчики количества — Л.: Машиностроение, 1989, с.386, рис.222.

ЫЛ,„1770757 А1 (54) ТЕПЛОВОЙ МИКРОРАСХОДОМЕР (57) Использование: в качестве измерительных средств расходов газовых потоков, Сущность изобретения; корпус 1 содержит входной и выходной штуцеры 3, дюралюминиевый измерительный трубопровод 4 с размещенными на нем пленочным нагревателем 5 и хромель-каплевыми термопарами

6, заполняющую корпус пористую теплоизоля ци ю 7. Между внутренними выступами подводящих штуцеров 3 и концами трубопровода 4 имеются зазоры, стенками которых является вспененная теплоизоляция 7, 1 ил.

1770757

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройству тепловых микрорасходомеров газа, работающих на термоэлектрических элементах и предназначенных для использования в качестве измерительных средств.

Известен тепловой микрорасходомер

f1), содержащий корпус, заполненный теплоизоляцией, измерительный участок трубопровода с размещенными на нем нагревателем и термопреобразователями, входной и выходной штуцеры.

Это устройство выбрано в качестве прототипа.

Изменение ориентации микрорасходомера в пространстве вызывает взаимодействие циркуляции среды в поперечном сечении потока с осевым движением; что создает сложную картину течения. В итоге разность температур преобразователей изменяется и происходит искажение выходного сигнала расходомера до ЗОО . Изменение показаний расходомера при изменении его ориентации в пространстве обуславливает необходимость эксплуатации расходомера только в одном определенном положении.

Изменение этого положения приводит к увеличению погрешностей.

Целью изобретения является повышение точности при изменении ориентации микрорасходомера в пространстве.

Указанная цель достигается тем, что в известном тепловом микрорасходомере, имеющем корпус, заполненный теплоизоляцией, измерительный. трубопровод с размещенными на нем нагревателем и термопреобразователями, измерительный участок трубопровода установлен с зазором е от входного и выходного штуцеров, определяемым по формуле я = — { — -1), ! 32 К

2 !.! 2 где — длина измерительного участка трубоп ро вода;

К- коэффициент проницаемости теплоизоляции, 0 — диаметр измерительного участка трубопровода. а теплоизоляция выполнена пористой.

На чертеже изображен общий вид предложенного теплового микрорасходомера.

Микрорасходомер имеет стальной корпус 1, крышку корпуса 2, приваренные входной и выходной штуцерыЗ, дюралюминиевый измерительный трубопровод 4 с размещенными на нем пленочным нагревателем 5 и термопреобразователями 6, заполняющую корпус пористую теплоизоляцию 7. Между внутренними выступами подводящих штуцеров 3 и торцами трубопровода 4 имеются пространственные промежутки длины е стенками которых являются вспененная теплоизоляция 7.

5 Микрорасходомер работает следующим образом.

При горизонтальной ориентации в трубопроводе 4 отсутствуют естественные конвективные потоки вдоль трубопровода, При

10 подаче газа в систему он движется по трубопроводу 4 и внутри пористой теплоизоляции 7, поэтому термопреобразователи 6 обдуваются в местах крепления на трубопроводе 4 как изнутри, так и снаружи по слою

15 пористой теплоизоляции 7. При этом первый по ходу движения преобразователь принимает температуру подаваемого газа, а второй — температуру нагретого газа, в том числе и за счет внешнего теплообмена, че20 рез слой пористой теплоизоляции. так как мелкопористая структура теплоизоляции задает микротурбулентное обтекание на-. гревателя 5 и последующего преобразователя.

25 Равенство скоростей течения по измерительному трубопроводу и по слою теплоизоляции обеспечивается в случае равных перепадов давлений Л Р. При этом перепад давлений в фильтрующем слое пористой

30 теплоизоляции определяется соотношением Дарси

Лр =,и Huolê, где,и — вязкость газа;

Н вЂ” толщина слоя фильтрующей теплоЗ5 изоляции;

Uo — скорость течения;

К вЂ” коэффициент проницаемос и слоя. а на измерительном трубопроводе -- соотношением Пуазейля

40 . 32ЧоР!

h,P

D где — длина трубопровода;

D — диаметр трубопровода, 4 сравнивая которые с учетом геометрических параметров системы, получают величину зазора я между трубопроводом и штуцером, обеспечивающую равенство скоростей по оси трубопровода и слою теплоизоляции.

При изменении ориентации микрорэсходомера в пространстве в трубопроводе 4 возникают смешанно-конвективные потоки вдоль трубопровода, При этом температура трубы в месте установки второго по ходу движения газа преобразователя изменяется. Обдувающий этот участок трубы извне микротрубулентный поток компенсирует изменение температур, тем самым компенсируя связанное с изменением ориентации изменение выходного сигнала.

1770757

При использовании данной конструкции погрешность, возникающая в результате изменения ориентации микрорасходомера, снижена с 30 до 3-5- .

Составитель Е.Безденежных

Редактор М.Кузнецова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Бучок

Заказ 3733 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Тепловой микрорасходомер, содержащий корпус, заполненный теплоизоляцией, измерительный участок трубопровода с размещенным на нем нагревателем и термопреобразователями, входной и выходной штуцеры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при изменении ориентации микрорасходомера в пространстве, измерительный участок трубопровода установлен с зазором r, от входного и выходного штуцеров, определяемым па формуле

5 32К„ =2 0 где! — длина измерительного участка трубопровода:

К- коэффициент проницаемости тепло10 0изоляции;

0 — диаметр измерительного участка трубопровода, а теплоизоляция выполнена пористой,