Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара

Авторы патента:

Коваленко Александр Васильевич (RU)

G01N9/26 - путем измерения разности давлений

G01N25/60 - определение влажности пара

G01F1/88 - с измерением перепада давлений для определения объема потока

G01F1/46 - трубки Пито (специально предназначенные для измерения скорости текучей среды G01P 5/165)

Владельцы патента RU 2717380:

Коваленко Александр Васильевич (RU)

Изобретение относится к технической физике, а именно к области измерения технологических параметров, может быть использовано для определения массового расхода, степени сухости и других параметров влажного пара в паропроводах его источников и потребителей. Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара содержит: паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления и с трубкой давления в сторону движения потока; измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости; с целью повышения точности, вне цилиндра зонда содержит: подключенную к трубке давления со стороны движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления со стороны движения контролируемого потока; подключенную к трубке статического давления параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником статического давления в плоской донной ее части, параллельной оси паропровода; подключенную к трубке давления в сторону движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления в сторону движения контролируемого потока; пластину с окном, совмещенную с донной частью узкой плоской камеры трубки статического давления, установленную между узкой плоской камерой трубки давления со стороны движения потока и узкой плоской камерой трубки давления в сторону движения потока. Технический результат - обеспечение существенно меньшего возмущения контролируемого потока в зоне приемников давления, чем и обеспечивается повышения точности определения массового расхода и степени сухости. 1 ил.

Аналогом изобретения является устройство для определения расхода пара в паропроводе [Патент РФ №2243508; «Устройство для измерения расхода пара в паропроводе»; опубликовано 27.12.2004 г.], содержащее:

паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой и приемником давления со стороны движения потока, с трубкой и приемником статического давления, и с трубкой и приемником давления в сторону движения потока;

измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости;

Прототипом изобретения является устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара [Патент на изобретение РФ №2521237; «Устройство для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного пара»; опубликовано 27.06.2014 г.], содержащее:

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа:

«паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления, и с трубкой давления в сторону движения потока;

Недостатком прототипа является, то что:

А. Приемник давления со стороны движения потока, приемник статического давления и приемник давления в сторону движения потока расположены в помещенном в паропровод цилиндре зонда. Характер обтекания цилиндра зонда потоком влажного пара определяет существенное локальное искажение течения потока пара, как в зоне приемника давления со стороны движения потока, так и в зоне приемника статического давления, и в зоне приемника давления в сторону движения потока. Что обуславливает соответствующую этим локальным искажениям погрешность определения массового расхода и степени сухости влажного пара.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, является: устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара. При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат:

Приемник давления со стороны движения потока пара, приемник статического давления и, приемник давления в сторону движения потока помещены в «свои», подключенные к соответствующим трубкам давления, узкие плоские камеры вне цилиндрического тела зонда. Это обеспечивает существенно меньшее возмущение контролируемого потока в зоне приемников давления, чем и обеспечивается повышение точности определения массового расхода и степени сухости.

Указанный технический результат достигается тем, что, устройство, содержащее: паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления, и с трубкой давления в сторону движения потока;

с целью повышения точности, вне цилиндра зонда содержит:

подключенную к трубке давления со стороны движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления со стороны движения контролируемого потока;

подключенную к трубке статического давления, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником статического давления в плоской донной ее части параллельной оси паропровода;

подключенную к трубке давления в сторону движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления в сторону движения контролируемого потока;

пластину с окном, совмещенную с донной частью узкой плоской камеры трубки статического давления, установленную между узкой плоской камерой трубки давления со стороны движения потока и узкой плоской камерой трубки давления в сторону движения потока.

Таким образом, задача изобретения решена.

Перечень фигур чертежей

Фиг. 1. Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг. 1. показана схема осуществления предлагаемого устройства для определения массового расхода и степени сухости влажного пара.

Устройство содержит:

- паропровод 1; в паропроводе цилиндр зонда 2 с трубкой давления 3 со стороны движения потока, с трубкой статического давления 4, и с трубкой давления 5 в сторону движения потока;

- измеритель 14 перепада давления (динамический напор ΔР_н) между трубкой давления 3 со стороны движения потока и трубкой статического давления 4;

- измеритель 15 статического давления (Р_ст) в трубке статического давления 4;

- измеритель 16 перепада давления (динамическое разрежение ΔP_p)

между трубкой статического давления 4 и трубкой давления 5 в сторону движения потока;

- контроллер 17 для вычисления массового расхода (G) и степени сухости (х);

- подключенную к трубке давления 3 со стороны движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру 6 с окном - приемником давления 9 со стороны движения контролируемого потока;

- подключенную к трубке статического давления 4, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру 7 с окном - приемником статического давления 10 в плоской донной ее части параллельной оси паропровода;

- подключенную к трубке давления 5 в сторону движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру 8 с окном - приемником давления 11 в сторону движения контролируемого потока;

- пластину 12 с окном, совмещенную с донной частью узкой плоской камеры 7 трубки статического давления, установленную между узкой плоской камерой 6 трубки давления 3 со стороны движения потока и узкой плоской камерой 8 трубки давления 5 в сторону движения потока.

По сигналу измерителя статического давления, например Р_ст = 64 кгс/см², и таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара определяют: - плотность паровой фазы ρ^''=32,37293623 кг/м; - плотность жидкой фазы ρ^' = 753,295669 кг/м. [М.П. Вукалович. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Машгиз, 1955. - 91 с.]

Измеряют перепад давления между трубкой давления 3 со стороны движения потока и трубкой статического давления 4 (динамический напор ΔР_н), например: ΔР_н = 31847,01 кгс/м².

Измеряют перепад давления между трубкой статического давления 4 и трубкой давления в сторону движения потока 5 (динамическое разрежение ΔР_р), например: ΔР_р = 32152,99 кгс/м².

Математическая модель связи измеряемых величин контролируемого потока влажного пара с его физическими параметрами:

где: А_н - функция связи динамического напора с параметрами контролируемого потока влажного пара;

α - доля сечения паропровода занятая паровой фазой;

ω^'' - скорость паровой фазы;

ω^' - скорость дисперсной жидкой фазы;

k_н - коэффициент сигнала динамического напора;

k_р - коэффициент сигнала динамического разрежения;

S - параметр отношения скоростей фаз.

В представленном примере коэффициенты k_н = k_р = 0,9515 и, S=6,3 получены из внешнего источника.

Из уравнений (1) и (2) определяют значение функции связи А_н:

Из уравнения (2) скорость паровой фазы контролируемого потока:

скорость жидкой фазы:

Из уравнения (4) значение истинного объемного паросодержания:

Массовый расход (G):

где: F - площадь поперечного сечения паропровода (F = 0,2642 м²).

Степень сухости (%) потока влажного пара:

Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара, содержащее:

паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления и с трубкой давления в сторону движения потока;

с целью повышения точности, вне цилиндра зонда содержит:

подключенную к трубке давления со стороны движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления со стороны движения контролируемого потока;

подключенную к трубке статического давления параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником статического давления в плоской донной ее части, параллельной оси паропровода;

подключенную к трубке давления в сторону движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления в сторону движения контролируемого потока;

Изобретение относится к плотномерам гидростатического типа, которые позволяют измерять плотность жидкостей в вертикальных скважинах, и может быть использовано для контроля плотности газонасыщенного эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) в вертикальных скважинах перед взрывом.

Пневматический датчик плотности газов // 2685433

Изобретение относится к области анализа материалов путем определения их плотности, более конкретно, к автоматическим датчикам газового анализа, а именно, к пневматическому датчику плотности газов.

Фотокомпенсационный датчик плотности газов // 2683803

Изобретение относится к области анализа материалов путем определения их плотности, более конкретно к автоматическим датчикам газового анализа, а именно к фотокомпенсационному датчику плотности газов, который содержит магнитоэлектрический гальванометр, включающий рамку, помещенную в зазоре постоянного магнита, и подвижную часть с жестко закрепленными на ней пластиной и зеркалом, на которое из источника света через конденсор и диафрагму направляется луч света, при этом к поверхности пластины, жестко закрепленной на растяжках магнитоэлектрического гальванометра, нормально расположена входная пневматическая схема, выполненная в виде двух сопел, а в обратной связи указанного датчика расположена электрическая дифференциальная схема, включающая в себя источники напряжения и нагрузочного сопротивления, регистрирующий прибор миллиамперметр и дифференциальный фоторезистор, и указанный датчик характеризуется тем, что к входной пневматической схеме подключена цепь сравнительного газа, в одну из веток которой подключены импульсно подающий при контрольном режиме дозу пробного газа пневмораспределитель, измерительная камера для пробного газа, также подключенная к пневмораспределителю, и микроманометры, измеряющие давления газов.

Устройство для измерения параметров газожидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин // 2634081

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения параметров газожидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин. Заявленное устройство содержит измерительную колонку с вертикальной ветвью, снабженной первым датчиком разности давления и датчиками абсолютного давления и температуры измеряемой жидкости, и ветвь измерительной колонки, содержащую участок калиброванного трубопровода длиной L1 меньшего диаметра D1 и участок калиброванного трубопровода длиной L2 с резким расширением его диаметра D2 в выходном патрубке, снабженный вторым датчиком разности давления.

Устройство для измерения параметров жидких сред в трубопроводе // 2632999

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения ряда параметров жидких сред в потоке трубопровода. Заявленное устройство содержит измерительную колонку, выполненную в виде двух коаксиальных, установленных с кольцевым зазором вертикальных труб - с внешней трубой и внутренней трубой, датчик разности давления, установленный в верхней части измерительной колонки, два датчика разности давления, установленные в нижней части измерительной колонки, датчик давления и датчик температуры измеряемой жидкости, импульсные трубки с «эталонной» жидкостью, а также регистрирующий блок.

Способ измерения вертикального профиля плотности морской воды и устройство для его осуществления // 2631017

Изобретение относится к области экспериментальной океанографии, предназначено для непосредственного измерения вертикальных профилей плотности, температуры и скорости течения в море и может быть использовано в промышленности и на транспорте для определения тех же параметров в жидких средах, а также для контроля загрязнений морской воды.

Определение характеристики текучей среды для многокомпонентной текучей среды с сжимаемыми и несжимаемыми компонентами // 2604954

Предусмотрен способ определения характеристик текучей среды для многокомпонентной текучей среды. Способ включает в себя этап измерения первой плотности, ρ1, многокомпонентной текучей среды, содержащей один или более несжимаемых компонентов и один или более сжимаемых компонентов в состоянии первой плотности.

Устройство для измерения плотности и уровня жидкости // 2604477

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения параметров жидких сред, например, в химической, нефтяной и других отраслях промышленности, где требуется учет количества жидкости (масса, объем), хранящейся в резервуарах.

Способ защиты установки электроцентробежного глубинного насоса // 2573613

Изобретение относится к теории и практике эксплуатации нефтедобывающих скважин с помощью установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) и может использоваться в нефтедобывающей промышленности.

Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при малых дыханиях резервуаров // 2561660

Изобретение относится к области хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов. Способ оценки количественных потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при малых дыханиях резервуара, оборудованного дыхательным клапаном, заключается в контроле над изменением избыточного давления в резервуаре и предусматривает регистрацию значения избыточного давления, атмосферного давления, средних значений температуры газового пространства в резервуаре, определение изменений массовой концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара, определение массовых потерь от испарения при вытеснении обогащенной парами углеводородов по определенным формулам.

Способ определения отношения усреднённых скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усреднённому значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости // 2690050

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения отношения усредненных скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости, например, в паропроводе от парогенератора.

Способ дистанционного определения условий обледенения воздушных судов на основе радиометрии реального времени // 2664972

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения зон возможного обледенения воздушных судов в режиме реального времени. Для этого в заданном районе наблюдения вначале регистрируют несколько фактических значений общего влагосодержания, затем регистрируют фактическое значение вертикального профиля температуры наземным метеорологическим температурным профилемером.

Способ оценки качества пара, генерируемого в установке для добычи углеводородов, и способ квалификации генератора пара // 2655016

Изобретение относится к способу оценки качества пара (26), который могут генерировать в установке для добычи углеводородов из пласта с вязкой нефтью, для закачки в этот пласт с вязкой нефтью.

Информационная система оценки качества пара // 2623686

Информационная система оценки качества пара предназначена для определения качества закачиваемого в скважину пара. Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к тепловым методам добычи сверхвязкой нефти (СВН), и является информационной системой оценки качества закачиваемого в нефтяную скважину пара, позволяющей осуществлять в автоматическом режиме сбор параметров закачиваемого пара с систем телеметрии, проводить оценку пара и передавать информацию в ситуационный центр нефтедобычи.

Узел отбора проб измерителя степени сухости пара // 2623678

Изобретение относится к области средств измерений, а именно к устройствам, служащим для измерения степени сухости пара в системах контроля тепловых потерь при генерации пара, передаче его по паропроводам, определении коэффициента полезного действия турбинных агрегатов тепловых и атомных электростанций.

Гигрометр // 2587519

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерений объемной доли влаги (ОДВ) в газах. Гигрометр содержит кулонометрическую ячейку, источник питания и измеритель тока электролиза.

Измеритель степени сухости пара // 2568050

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения степени сухости пара в системах контроля тепловых потерь при генерации пара, передаче его по паропроводам, определении коэффициента полезного действия турбинных агрегатов тепловых и атомных электростанций.

Устройство для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного, насыщенного и перегретого пара // 2564451

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного, насыщенного и перегретого пара в паропроводах источников, в паровых магистралях и в паропроводах нагрузки.

Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды // 2551386

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для исследования измерителей потока насыщенного и влажного пара. Заявлен способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, включающий измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара, измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды, измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды.

Устройство для определения степени сухости влажного пара // 2535232

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения степени сухости и других термодинамических параметров влажного пара, и может быть использовано для непрерывного определения степени сухости как на объектах производства, так и на объектах потребления насыщенного и влажного пара.

Профилированная вставка для верификации потока // 2711167

В изобретении предложено устройство или конструктивный элемент, включающий техническое решение или средство для измерения параметров потока в системе с текучей средой.