Способ определения параметров жидкостей и газов

 

ь ИМЕИПЗВ ЪМ (Ф тем я%А

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11) 625149

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1401,75 (21) 2097253/18 25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09.78. Бюллетень № 35 (46) Дата опубликования описания 07.08.78 (51) М. Кл.

G 01 и ll 08

Государствеиимй комитет

Совета Мииистров СССР во демам ивооротеиий и вткрмтий (53) УДК 543.27 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Древецкий, А. П. Яцук и В. М. Кос (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТЕЙ N ГАЗОВ

Изобретение относится к ооласти контрольно-измерительной техники и может найти применение в нефте- и газодобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности а 5

Известен способ измерения плотности газов и жидкостей, заключающийся в том, что исследуемую среду пропускают через измерительный мэст, образованный четырьмя турбулентными сопротивлеииями, и по сигналу, снимаемому с диагонали моста, судят о плотности исследуемой среды 13).

Однако этот способ имеет невысокую точность в конце диапазона измерения, вызванную тем, что. чувствительность по измеряемому параметру уменьшается по мере удаления от состояния равновесия мостовой схемы, Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения параметров жидкостей и газов, включающий m пропускание исследуемой среды через гидравлический мост, образованный турбулентными и ламинарными дросселями, и уравновешивание моста путем изменения расхода среды через него (2). Однако и этот способ имеет не- 2s достаточную точность определения, так как выходной сигнал в устройстве, осуществляющем способ, зависит от друтих параметров среды, например плотности.

Цель изобретения — повышение точности определения параметров жидкостей и газов.

Достигается это тем, что измеряют расход среды и перепад давления на мосту, по которым судят о параметрах определяемой среды.

В момент равновесия мостовой схемы перепад давлений на ламинарном дросселе равен перепаду давлений на турбулентном дросселе, расположенном в смежном плече мостовой схемы. Так как перепад давлений на ламинарном дросселе прогюрцнонален произведению динамической вязкости на объемный расход среды, а на турбулентном произ едении квадрата объемного расхода на плотность среды, то из условия. равенства этих перепадов вытекает, что объемный расход среды в момент равновесия мостовой схемы зависит только от кинематической вязкости и не зависит от абсолютных значений динамической вязкости и плотности среды и диапазона измерения. Коэффициент пропорциональности межд . бъемным расходом

625149

Измерено Действительные шачения

Температура, С ределено

3 в момент равновесия и измеряемой кинематической вязкостью определяется только конструкцией. и геометрическими размерами дросселей, входящих в схему моста Аналотично, отношение перепада давлений на мосту к расходу среды через мост в момент равновесия зависит только от динамической вязкости среды и конструкции и геометрических размеров дросселей. Так как значение динамичен кой вязкости равно произведению кинематической вязкости на плотность, то предложенный способ позволяет одновременно с вязкостью определять и плотность исследуемой среды.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение однозначной зависимости вы-15 хадных сигналов от входных и позволяет исключить влияние других, неинформативных свойств среды, что приводит к существенному повышению точности измерения.

Пример. Измеряемую среду пропуо. кают через схему гидравлического моста, образованного двумя идентичными турбулентными

1,2 и двумя идентичными ламинарными 3,4 дросселями. Схему гидравлического моста приводят в состояние равновесия, регулируя расО 10 Л Р, /,10, р 10 м /с кйа м /с Па.с

9,75 835 76,93 67,70

5,70 282 45,28 39,63

3,57 108 28,21 24,46

При опре-;еленин кинематнческой вязкости с помощью устройства, реализующего предложенный способ и имеющему указанную выше конструкцию ламинарных и турбулентных дрос- о селей, измеренные значения расхода Q подставляются в уравнение

При определении динамической вязкости измеренные значения расхода Q и перепада давлений Д P подставляются в уравнение а (d,- а п3 )

Ц К289

Значение илотностн Р вычисляется из уравнения

>Р и а 3 т

Р= 55

q2 где гт — поправка Гагенбаха, — коэффициент расхода турбулентйэго дросселя.

4 ход среды при помощи автоматической следящей системы, состоящей из нуль-индикатора

5, электронного блока 6 и регулируемого побудителя расхода 7. При помощи преобразователя перепада давлений 8 измеряют падение давления на мосту. Прибором 9 регистрируют величину кинематической вязкости исследуемой среды по сигналу пропорциональному расходу в состоянии равновесия мостовой схемы. Прибором 10 регистрируют величину динамическои вязкости среды по сигналу, пропорциональному отношению перепада давлений на мосту к расходу среды через мост. Прибором l l регистрируют плотность исследуемой среды по сигналу равному частному от деления сигнала пропорционального перепаду давлений на квадрат сигнала пропорционального расходу. При определении предложенным способом технологических параметров турбинного масла с помощью гидравлического моста, у которого ламинарные дроссели выполнены в виде капилляров круглого сечения длиной г . > 0,25 м и диаметром d<= 3 10 зм, а турбулентные дроссели в виде диафрагм. типа отверстие в тонкой стенке с Т диаметром отверстия дт1 0 °, получены результаты, приведенные в таблице.

4 10, Р 10, кг/м м /с Па.с кг/м

880 78,00 68,51 878

873 45,60 39,57 867

867 28,56 24,20 847

Как видно из приведенной таблицы относительная погрешность определения вязкости не превышает 1,5%, а относительная погрешность определения ппотности — 2,5%. Для получения более высокой точности необходимо градуировать устройство, реализующее предложенный способ по среде с известными параметрами.

На базе и.. едлагаемого способа могут быть созданы промышленные автоматические измерители кннематической и динамической вязкости и плотности жидкостей и газов, необходимые в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Формула изоЬретения

Способ определения параметров жидкостей и газов, включающий пропускание исследуемой среды через гидравлический мост, образованный турбулентными и ламинарными дросселями, и уравновешивание моста путем изменения расхода среды через него, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения, измеряют расход среды и перепад давления на мосту, llo которым судят о нараметрах определяемой среды.

Составитель Л. Дикая

Техред Н. Андрейчук.

Корректор Н. Ковалева

РЕдактор F» Гончар

Заказ 5391/36 Тираж 1112 Подлисное

UHHHflH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 625149

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР У 393641.

М.кл. G 01 N 9/26.

2. Фабри Л. П. Некоторые вопросы исполь-. зования пневматических мостов приемных преобразователей для анализа газов, сб.,"Автоматизация химических производств", М., 1968, с.

61 — 69.