Способ измерения параметров слоядинамической пены электропроводнойжидкости

 

Союз Советскнк

Социапистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<в832316

Ц ф

J л" л

-:а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.04.79 (21) 2760736/18-28

Р1)М. К,, с присоединением заявим No (23) Приоритет

G 01 В 7/02

G 01 и 27/02

Государственный комитет

СССР

flo делам изобретений и открытий

Опубликовано 230581. Бюллетень М (53) УДК 531.717 (088.8) Дата опубликования описания 23. 05. 81 (72) Авторы изобретения

Ф.H. Луцко и В.А. Жуков

1

: 7

, 1

) 1.:

J.

Опытное конструкторско-технологическое ро

"Кристалл" с опытным производством Лени градного ордена Трудового Красного Знамени технологи.:еского института им. Ленсовета (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЛОЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ

ПЕН61 ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям параметров слоя динамической пены электропроводной жидкости (причем в жидкости допускается наличие

5 твердых частиц) в многополочных и однополочных массотеплообменных аппаратах.

Известен фотоэлектрический способ измерения высоты слоя динамической пены. Этот параметр измеряют путем бокового просвечивания пены по всей ее высоте однородным пучком света и регистрации величины пропущенного светового потока с помощью фокусирующей системы, фотоэлемента и электрической измерительной схемы (13.

Однако реализация этого способа связана с усложнением конструкции аппарата из-за двух смотровых щелей 20 по всей высоте надрешеточного пространства, который требует громоздкой фокусирующей системы, способ ненадежен в прозрачных средах, .не учитывает провалов .уровня, не позволяет определить одновременно другие параметры слоя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, и достигае- мому результату является способ из- З0 мерения параметров слоя динамической пены электропроводной жидкости, заключающийся в том, что в слой вносят систему изолированных, плотно прилегающих друг к другу электродов с неизолированными торцовыми частями ° смещенными друг относительно друга, причем расстояние между верхним и нижним электродами перекрывает возможное колебание уровня. Путем коммутации определяется проводимость по очереди всех электродов с одновременной фиксацией факта опроса каждого электрода. Если в процессе опроса один из электродов касается жидкости, то этот факт регистрируется на осциллограмме, а расположение электрода соответствует высоте слоя в данный момент времени. Среднее иэ суммы значений высоты слоя, взятой в каждом цикле опроса, будет высотой слоя динамической пены (2j .

Однако данный способ имеет ряд недостатков. Точечные электроды накладывают ограничение на точность измерений, и, кроме того, способ не позволяет определять одновременно другие параметры слоя.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности измерения высоты

832316 ной паре электродов общий ток пропорционален высоте невозбужденной жидкости, поскольку он соответствует сумме высот смоченных участков электродов независимо .от их расположения.

Знание интегральной энергии и высоты невозбужденной жидкости позволяет путЕм деления определить центр тяжести и, далее, высоту слоя пены, количество газа в слое и газодержание.

Осреднение параметров в нескольких местах слоя проводится сложением токов в общей цепи.

На чертеже представлено устройство для реализации Способа применительно к лабораторным исследо= ваниям.

В сосуде 1, который заполнен жидкостью 2, вертикально, попарно параллельно друг другу размещают пару электродов 3 и 4 с положительным градиентом величины тока по высоте, например треугольной формы с вершиной на дне слоя, пару безградиентных электродов 5 и 6, причем,,для уменьшения взаимного влияния, электроды 5 и 6 размещены в "тени" изолированной снаружи поверхности треугольного электрода 3. Пары электродов 3-4 и 5-6 раздельно соединены с источниками 7 постоянного тока. На дно слоя помещен газораспределитель 8, соединенный с источником 9 сжатого воздуха. Последовательно с электродами включены шлейфовые гальванометры 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух подается от источника 9 через газораспределитель на дно слоя, где образуются газовые пустоты, всплывающие в жидкости 2.

Величины таков регистрируются шлейфовыми гальванометрами 10 и 11, и по записанным значениям токов в цепи градиентных электродов 3 и 4 и безградиентных 5 и 6 с помощью градуировочных коэффициентов находят мгновенные и средние значения, соответственно, интегральной потенциальной энергии возбужденной жидкости и высоты слоя невозбуж- денной жидкости, по их отношению находят высоту центра тяжести и общую высоту слоя, количество газа и удельное газосодержание. Точность измерения зависит от угла при вершине треугольного электрода, источники питания должны быть стабилизированы по напряжению. слон и измерение также интегральной потенциальной энергии возбужденной жидкости и высоты слоя Hpâîçáóæäåíной жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что размещают в измеряемом слое пены вертикально, параллельно друг другу,- с высотой от дна до выхода в сплошную газовую фазу пару электродов с положительным постоянным градиентом величины тока по высоте и пару безградиентных электродов, одновременно измеряют величину тока в градиентной паре электродов и в безградиентной паре электродов, по отношению этих токов судят о высоте слоя пены, а по величине — соответственно об интегральной потенциальной энергии возбужденной жидкости в слое пены и о высоте слоя невозбужденной жидкбсти.

Кроме того, с целью определения 20 скорости слива жидкости и скорости подъема газовых пустот и их коли-. чества,размещают в слое пены укороченные пары электродов, высота которых в 1,5-3 раза больше среднего 25 размера газовых пустот, параметры которых предстоит определять, ско рость слива жидкости и подъема„ газовых пустот определяют по скорости падения интегральной потенциальной ЗО энергии слоя и центра тяжести слоя, а количество газовых пустот за промежуток времени определяется по . числу пиков максимального тока через пары электродов, так как выход пустоты за пределы электродов сопровождается увеличением смоченной площади электродов.

Указанное размещение оголенных электродов позволяет проводить измерения в разных гидродинамических

40 режимах без перемещений электродов, а также выделить вертикальный столб пены

Столб пены является совокупностью элементарных объемов жидкости, раз- 45 деленных газовыми пустотами. Если просуммировать механические потенциальные энергии элементарных объемОв (вес на высоту) и разделить на сумму весов всех объемов, то можно полу" 5g чить среднюю высоту всех элементарных объемов жидкости, т.е. высоту центра тяжести жидкости. Весовой центр динамической пены совпадает в среднем по времени с ее геометрическим центром, несущественно осцил лируя около него, что позволяет ойределить высоту слоя пены удвоением высоты центра тяжести.. В градиентной паре электродоз точечное значение элементарного тока прямо пропорцио- 60 нально высоте точки и, следовательно, потенциальной энергии жидкости в точке. Поэтому ток между электродами пропорционален интегральной потенциальной энергии жидкости. В неградиент 65

Формула изобретения

1. Способ измерения параметров слоя динамической пены электропроводной жидкости, заключающийся в том, что вносят ы слой систему электродов и пропускают электрический

832316

ВНИИПИ Заказ 3643/65 Тираж 642 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ток сквозь слой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерения высоты слоя и измерения также интегральной потенциальной энергии возбужденной жидкости и высоты .слоя невозбужденной жидкости,размещают в измеряемом слое пены вертикально, параллельно друг другу, с высотой от дна до выхода в сплошную газовую фазу пару электродов с положительным постоянным градиентом величины тока по высоте и пару безградиентных электродов,.одновременно измеряют величину тока в градиентной паре электродов н безградиентной паре электродов, по отношению этих токов судят о высоте слоя пены, а по величине — соответственно об интегральной потенциальной энергии возбужденной жидкости в слое пены и о высоте слоя невозбужденной жидкости.

2. Способ цо п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью определения скорости слива жидкости и скорости подъема газовых пустот и их количества, размещают в слое пены укороченные пары электродов, высота которых в 1,5-3 раза больше среднего размера газовых пустот, параметры которых предстоит определять, скорость слива жидкости и подъема газо. вых пустот определяют по скорости падения интегральной потенциальной энергии слоя и центра тяжести слоя, а количество газовых пустот за промежуток времени определяется по числу пиков максимального тока через пары электродов.!

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пушкарев В.A. Исследование продольного перемешивання и массоотдачи в жидкой фазе на ситчатых тарелках.

Щп втореф.канд.дис.Днепропетровск,1973, с.7.

2."Прикладная химия"т. 50, 1977, М 1, с. 80-84 (прототип) .