Способ определения свободного газопаросодержания в потоке жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и достоверности. В исследуемую среду запускают длинноволновый импульс ударной волны и затем находят величину начального давления среды и скорости волны. Запуск ударной волны производят путем внезапного перекрытия потока исследуемой среды, после чего определяют давление в среде. По измеренным величинам определяют газопаросодержание.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения свободного газа в двухфазном или многофазном потоках путем измерения скорости распространения ударной волны и ее амплитуды.

Известен способ определения газосодержания в смеси, заключающийся в том, что пробу жидкости с газом сначала изотермически сжимают, измеряют изменение объема и давления в жидкости и по ним рассчитывают газосодержание двухфазной смеси [1] .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ определения свободного газосодержания в потоке жидкости, заключающийся в том, что для повышения точности измерения в исследуемую среду запускают длинноволновой импульс ударной волны конечной амплитуды, измеряют начальное давление в смеси и скорость распространения этого импульса и по ним определяют свободное газопаросодержание в смеси, причем длительность сигнала подбирают в зависимости от размера пузырьков и теплофизических характеристик среды.

Недостатками известного способа являются недостаточная достоверность и точность, обусловленная тем, что во-первых, для достижения точности необходимо, чтобы в зоне измерения амплитуда сигнала уменьшалась до малой величины, если же в зоне измерения волна будет конечной величины, то при определении газопаросодержания жидкости результат будет искажен; во-вторых, затухание сигнала определяется многими причинами, зависящими от свойств смеси и сигнала, поэтому затухание волновых возмущений будет происходить на различных расстояниях, что потребует установку множества датчиков вдоль потока и подключения к ним соответствующего числа каналов регистрации, а это приведет к определенным неудобствам при практическом осуществлении способа измерения; в-третьих, в процессе затухания сигнала при движении ее по смеси кроме диссипации будет происходить и дисперсия, приводящая к размыванию сигнала, что, в свою очередь, приведет к заметному уменьшению точности определения скорости движения волны и соответственно газосодержания потока.

Цель изобретения - повышение достоверности и точности определения свободного газопаросодержания в жидкости за счет исключения влияния амплитуды давления на измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения газопаросодержания, по которому в исследуемую среду запускают длинноволновый импульс ударной волны, измеряют скорость ударной волны и начальное давление жидкости, возбуждение ударной волны осуществляют перекрытием потока жидкости и измеряют давление после возбуждения ударной волны, по которым судят о газопаросодержании.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

При внезапном перекрытии двухфазного потока жидкости пузырьковой структуры в нем образуется ударная волна, распространяющаяся вверх по потоку. Базовым методом с помощью двух датчиков, расположенных на фиксированном расстоянии вдоль пути распространения волны, определяется скорость ударной волны.

Парогазосодержание определяют по формуле α ⁼ , где D_o - скорость ударной волны; Р_е - давление в ударной волне; Р_о - давление в жидкости до возбуждения волны; γ - показатель адиабаты газа в пузырьках; ρ₁^o - начальная плотность жидкости. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 328285, кл. G 01 N 33/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР N 1147970, кл. G 01 N 29/02, 1981.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОБОДНОГО ГАЗОПАРОСОДЕРЖАНИЯ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ, заключающийся в том, что в исследуемой жидкости возбуждают длинноволновый импульс ударной волны, измеряют скорость распространения этого импульса и давление в жидкости до его возбуждения, по которым судят о свободном газопаросодержании, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности, возбуждение длинноволнового импульса ударной волны осуществляют перекрытием потока жидкости, измеряют давление в жидкости после возбуждения ударной волны и учитывают его при определении газопаросодержания.