Устройство для измерения объемной доли дисперсной фазы в аппаратах с подвижной жидкой или газообразной дисперсной фазой и сплошной жидкой фазой

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотоэ Советских

Социалистимеских

Республик (б1) Дополнительное к авт. свил-ву

2 (511 М. K. (22) Заявлено26.06.75 (21) 2148368/18-10

С, 01 F 13/00 с присОеднненнем заявки ¹

Государстееииь1к комитет

СССР по делам изобретений я открытий (23) Приоритет (53) УДК 66.028 (088.8) Опубликовано 25.02.79Бюллетень % 7 .1ата опубликования описания 28.02.79 (72) Авторы изобретения

А. М. Ландау, A. В. Горбунов и Г. Г. Ковров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ

ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ B АППАРАТАХ С ПОДВИЖНОЙ

ЖИДКОЙ ИЛИ ГАЗООБРАЗНОЙ QHCHEPCHOA ФАЗОЙ

И СПЛОШНОЙ ЖИДКОЙ ФАЗОЙ

1 2

Изобретение относится к. измерительной технике и предназначено для использования в исследовательских работах по гидродинамике в аппаратах с подвижной жидкой иля газообразной дисперсной фазой и сплошной жидкой фазой.

Известны устройства для измерения обьемной доли дисперсной фазы, содержащие блок регистрации изменения опти.ческой или акустической плотности 1 иеуифееисе системы f11 — (4)

Известны также устройства аналогичного назначения, содержащие блок регистрации изменения емкости или электропроводности (5) — f7) .

Однако для работът этих устройств требуются сложные вторичные приборы и значительная предварительная работа по градуировке каждый раз при переходе к новой системе. Кроме этого, эти устройства неприменимы для исследования промышленных аппаратов, так как колебания измеряемых величин вследствие непостоянства состава технических продуктов намного превышают изменения этих величин вследствие изменения обьемной доли дисперсной фазы.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения обьемной доли дисперсной фазы, содержащее блок регистрации в изменения интенсивности радиоактивного излучения метки", внесенной в дисперсную. фазу f8).

Однако это устройство громоздко я неудобно при измереняи локальных значений объемной доли дисперсной фазы по высоте атшарата. Кроте того, работа с устройством осложняется необходимостью частых градуировок при измерении свойств системы; значитель ные погрешности измерения обусловлены наличием продольного перемешнванни в обоих фазах.

648841

Йель изобретения - упрощение измерений и конструкции устройства.

Эта цель достигается тем, что блок регистрации выполнен в виде вертик ип ной трубки, снабженной датчиком уровня раздела фаэ, концы которой через горизонтальные подводящие патрубки соединены с тем участком аппарата, в котором производится измерение, при этом один из подводящих патрубков о снабжен регулирующим вентилем и сое динен с пробоотборником днсперсной фазы, установленным внутри аппарата.

Пробоотборник дисперсной фазы мьжет быть выполнен в виде козырька.

t5

Вертикальная трубка может быть выполнена нз прозрачного материала, при этом на нее нанесена линейная шкала.

На чертеже схематически изображен

Вариант предложенного устройства, касаю- 2О щийся случая, когда дисперсная фаза легче, чем сплошная.

Устройство содержит вертикальную трубку 1 датчик уровня раздела фаз, налример, емкостного типа, основным элементом которого является металличес кий стержень 2, электрически изолированный от трубки 1 и установленный строго по оси трубки, и вторичный прибор 3.

Концы трубки 1 соединены горизонтальными патрубками 4 с аппаратом 5. Верхний патрубок соединен: с пробоотбор ником 6 и снабжен регулирующим вентилем 7.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей дисперсной фазы объемы аппарата 5 и вертикальной трубKs 1 заполняют сплошной фазой, после чего регулирующий вентиль 7 зекрывают.

После включения подачи дисперсной фазы и выхода аппарата на стационаряый режим некоторая доля обьема аппарата

5 заполняется дисперсной фазой, при этом средняя плотность образовавшейся

45 двухфазной системы в объеме аппарата становится меньше, чем плотность сплошной фазы в трубке 1. К этому времени дисперсная фаза вытесняет из робоотборю ка 6 сплошную фазу, заполняет

50 его объем и перекрывает отверстие верха иего подводящего патрубка 4. Если теперь начать открывать вентиль 7, то равновесие между столбом сплошной фазы

55 в трубке 1 и столбом двухфазной системы нарушается, и дисперсная фазе из объема пробоотборника 6 начинает втягиваться в трубку 1 эа счет разности весов столбов жидкости. Открывать вентиль 7 следует очень медленно, чтобы не допустить поступление в трубку 1 двухфазной смеси. По вторичному прибору

3 устанавливают, когда уровень разде ла фаз займет неизменное положение.

Это означает, что су4марное гидростатическое давление столба дисперсной фазы и столба сплошной фазы (Н -Jt) в трубке 1

ИР + (Н -И)Р, (1) будет равно гидростатическому давлению столба двух азной системы в участке аппарата, ограниченно л высотой Н, Н1 Ра+ (1 - ) e ° (2) где Я - ооъемная доля дисперсной фазы;

Pg - плотность диснерсной фазы; с — плотность сплошной фазы.

Из равенства выражения (1) и (2) получают

И

Й т. е. объемная доля дисперсной фазы в участке аппарата, ограниченном высотой Н, будет равна отношению столба дисперсной фазы в трубке 1 Ц к высоте всей трубки Н.

Если позволяют рабочие параметры аппарата, то вертикальную трубку 1 выполняют иэ прозрачного материала и в этом случае измерение может производиться визуально по шкале.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения объемной доли дисперснсй фазы в аппаратах с подвижной жидкой или газообразной дисперсной фазой и сплошной жидкой фазой, содержащее блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения измерений и конструкции устройства, блок регистрации выполнен в виде вертикальной трубки, снабженной датчиком уровня раздела фаз, концы которой через горизонтальные подводящие патрубки соединены с тем участком аппарата, в котором прои водится измерение, при этом один иэ подводящих патрубков снабжен регулирук щим вентилем и соединен с пробоотборником дисперсной фазы, установленным внутри аппарата.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что пробоотборник дисперсной фазы выполнен в виде козырька.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю ш е е с я тем, что вертикальная трубка выполнена из прозрачного материала, прн этом на нее нанесена линейная, шкала.

Источники ннформапнн, прннячъ е во вннманне прн экспертизе

1. Каган С. 3., Ковалев Ю. H. Определение межфазной поверхности в проточном м ханнческом смесителе для систем жидкость-жидкость, Химическая промышленность, 1966, М. 3, с. 192-198.

2. Дегтярев В. В. н др. "Сравнение значений поверхности контакта фаз, определяемых разными методами", Труд

МХТИ нм. Д. И. Менделеева, вып. 73, Ми а 1 9 73, с. 144-147.

Mavtin С,.Е.,Gvoshe E.VY. "x-vagabsovpt. rneasuvernent of 2о

steam voids in waten ot high presgursgg", Adventuve 3- vag Ana Pggjg, v.4,М9-334 (ЮМ).

4.S ihh Т.")Neasurernenf о1 Игор

size ю liquid-liquid dispevsions,Che841

I\

ttt i ca E En/ inc e ring 5cience,V.29,583587 (1074Г

5.gi rnove60i L,Evangel? i gati Q."Òhå оррбсабоп of the capacitance met,—

hod fov void fraction rneasurernenfs

in fuck Toiling соийОопа,international Jouvna8 keat Mass Ггапь|ег, Y.Æ2Y7-288(ИЬ7).

b.gushtion 4. Nagcxta 5."Ncaa< vement of Maes Г ansfer Coefficients

in Liquid - Riguid Mixing", Amevican

Jnstttute of Chemico ? Engineerinp

1оц vna E,Ч. lO,1 3,208-300 (Я&4), 7 Sptovv - О ыбчЬиЬоп о1 drop

sizes,produced in tuvbufent 8iquidEiguid < брегsion," Che щ са1 Årrá nååгi ng Bci ense,v.22,435-442 (10bVf.

В.Mavkas G.,Ч.5ec K mann."Radioisotope Technique аког the Зе егпн na4 i on of Цочев chavacte г Ы < cs i n

Liquid - fichu < d Extva сЬоп Со Eu rnns, Amer ica n institute о1 Chemi cat

Engineering Хоц vna K,v.Э,Ко2,223-229 (лы).

Составитель H. Ермолаева

Редактор Т. Иванова Техред Л. Алферова Корректср С. Патрушева

Заиаа 539/38 Тираж 865 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитете СССР по делам изобретений н открытий

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

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