Способ измерения скорости движения газовых пузырей в газожидкостном потоке

 

Сотоз Саветеиих

Социадистическитт

Республик (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 27.04.77 (21) 248 1453/18-10 с присоединением заявки №

Гееударетеениьй заметет

СССР ае делам язобретеен и .открытии (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.79.Бюллетень № 5

: Дата опубликования описания 08.02,79 (723 Авторы изобретения

В. А, Сабанин, K. И, Попов, 3. А; Шишкин и Л, Я. Фалеев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИ>1<ЕНИЯ ГАЗОВЫХ

ПУЗЫРЕЙ В ГАЗОЖИЙКОСТНОМ ПОТОКЕ

Изобретение относятся к области из, мерения параметров движении пузырей н может "быть использовано в отраслях промышленности, нспользуюших газожндкостные смеси.

Известен способ нзмерення скорости перемешеноня тазовых пузырьков, по которому прозрачйув трубку пересекают два световых пучка. (Я.

Оанный способ сложен, трудоемок в обработке данных н пригоден толькоо в оптнческн прозрачных средах.

Известен также способ измерения скорости движения пузырей по осцилло-, граммам накалывання на длинйый и короткий тесно прижатые один к другому точечеие еоекчреды (2). Скорооть рос» счнтываются по формуле еб Và= т () где 85 - расстояние между торцамн двух електродов;

Ô8 — время прохождения пузырь ком рассстояння т 8 .

По етому способу измерение возможно только прн известном и неизменном направлении перемешення газовых пузырей в потоке н поэтому формула (1) справедлива только тогда, когда оба электрода протыкают пузырек в одной н той же точке, Это возможно только в том случае, когда вектор скорости параллелен линяя, соединяюшей торцы электродов. Однако известно, что траек торня движения пузырьков крнволннейна, поэтому вектор скорости пузырьков может быть параллельным линии, соеднняюшей торцы электродов, только в частном случае. Поскольку пузырьки нметот пра15 блнженио форму еллппсондов вращения, то даже прп постоянной скорости пузырьков оба электрода могут одновременно коснуться пузырька, если вектор скоростн не совцадает с линней, соедпняюшей

20 торцы электродов. Может быть случай н такой, что один электрод проткнет пузырек, а другой пройдет мимо цузырька н не проткнет его. Такнм образом, в . нэвестном способе время прохоящення

4ЩВЙЙВ39йВМ9««»»«««6»»»» л«Ф - «». 4«»» » .".. ..»»»«»»»«»»»»»»»«4»«»»«»«», « .»»« «+ ».: ° »»»»

6 46 258 4 кают пузыри 8 на пути своих траекторий 9 по хордам 10.

t0 пузырьком расстояния 38 может меняться отЩПНфудо "0 . Следовательно, рас. чет скорости по формуле (1) является риближеиным с положительной методической погрешностью.

Белью изобретения является повышение точности измерения и расширение возможности применения.

Поставленная цель достигается тем, что за некоторое заданное время измеряют число случаев неравенства электропроводностей между измерительными и опорным эпектродами и измеряют суммарную длительность времени, в течение которого ссхраняется неравенство электропроводностей, а скорость рассчитьтвакт по формуле где М - число случаев неравенства электропроводностей эа некоторое за- д данНое, время;

М

Хt - суммарная длительность

Фаф времени, в течение которого сохраняется неравенство электропроводностей, измеренное за некоторое заданное время, сек, 8 - расстояние между торцами измерительных электродов, м.

На фиг. 3 представлена блок-схема

35 устройства, реалиэуюшего способ; на фиг. 2 (а, б, в) - примерная траектория движения измерительных электродов в t éçîæèäêîñòíoé системе и осцилло граммы выходных импульсов.

Блок-схема содержит. два измерительных (точечных) електрода 1 и опорный электрод 2, представляюший собой, нап»»рйкйр, ко»рпус металлйческого аппарата. Электроды 1 соединены с форми45 рователями импульсов 3. Выводы формйрователей ймпульсов 3. со«единены со входами одноразрядного полусумматора 4.

Счетчик 5 числа случаев неравенства электропроводностей и измеритель 6

50 суммарной длительности, в течение которой сохраняется это неравенство электропроводностей, соединены с выхо дом одноразрядного полусумматора 4, Выходы счетчика 5 и измерителя 6 соединены со входом блока 7, решаюшего уравнения (2).

Электроды 1 помешены в газожидкостный поток с пузырями 8 и пересеРасстояние 9 между торцами измерительных электродов 1 выбрано таким, что вероятность одновременного нахождения двух и более границ раздела фаэ (поверхностей пузырей) пренебрежимо мала. Расстояние может быть равно 1 мм, Предлагаемый способ осушествляют следующим образом.

В гаэожидкостный поток помешают два измерительных электрода l. При пересечении пузырей 8 измерительными электродами 1 между каждым из них п опорным электродом 2 (корпусом аппарата) возникает скачок напряжения 11 длительностью ь {см. фиг. 2 б, в). длительность импульса „пропорциональна времени требования торца электl рода 1 в пузыре 8. На длине траектории 9 движения электродов 1 пересекается несколько пузырей 8 по случайным хордам 10 (см. фиг. 2, а). Скачки напряжения на электродах 1 формировате:лями 3 преобфаэуются в прямоугольные импульсы {см, фиг. 2, б, в), В одноразрядном полусумматоре 4 эти импульсы суммируют по схеме несовпадения и формируют импульсы (см. фиг. 2, г), длительность которых пропорциональна времени, в течение которого с храняется неравенство электропроводностей, 3а некоторое зар..анное время измерения о (см. фиг. 2, а, б, в, г) счетчиком 5 подсчитывают число, случаев неравенства электропроводностей и измеряют длительность времени (длительность всех

" импульсов, см, фиг, 2, г), Ь течение которого сохраняется это неравенство.

Сигналы с выхода счетчиков 5 и измерителя 6 подают на вход блока 7, который выдает результат измерения скорости движения пузырей.

По предлагаемому способу отсутству ет методическая погрешность и повышается точность измерения. Торцы измерительньгх электродов можно располагать не только один за другим по ходу потока, но и с любой ориентацией, например торцы измерительных электродов можно расположить на линии, перпендикулярной вектору скорости движения пузырей, что улучшает условия протыкания пузырей и повышает точность измерения, 646258

Составитель В. Назарова

Редактор О. Филиппова Техред Л, Алферова Корректор С. Шекмар Гираж 108 9 Подписное

UHHHITH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 104/35

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

Кроме того, можно измерять скорость пузырей в неориентированном потоке с меняюшимся по случайному закону вектором скорости.

Формула изобретения

Способ измерения скорости движения газовых пузырей в газожидкостном потоке, состоящий в измерении времени пребывания поверхности пузырей между двумя измерительными электродами, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что„с целью повышения точности и расширения функциональных воэможностей, измеряют число случаев неравенстьа электропроводностей между измерительными и опорным электродами за некоторое заданное время и суммарную длительность времени, в течение которого сохраняет- ся неравенство электропроводностей, а

В скорость рассчитывают по формуле м8

Ч= 7 где M - число случаев неравенства электропроводностей, измеренное за некоторое заданное времяу м

Х1 - суммарная длительность времени, k течение которого сохраняе гся неравенство электрепроводностей, измеренное за некоторое заданное время, — расстояние между измерительными электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции,34 2090379, кл. 6 Ol Р 3/00, 1972.

2. Березин В. В. Автореферат дис. на соискание ученой степени к.т.н., 1975, с. 6, (ЛТИ им. Ленсовета).