Калориметрический способ измерения расхода

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОБУСНОМУ СВИ ЕЯВЬСТВУ (ii>883658 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 210380 (21) 2897127/18-10 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет—

Опубликовано 231181 Бюллетень ИВ 43

Дата опубликования описания 2 31181

<Я)М. Кл.

G 01 F 1/б8

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК б81. 121 (088.8) (72) Авторы изобретения

3 .В. Варив ода, А.A. Глушковский. А. Н. Камраз

П.А.Обновленский и М.Я.Фитерман

Ленинградский ордена Трудового Красного 3 технологический институт им. Ленсовета (71) Заявитель (54) КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИИ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ? АС ХОДА

Изобретение относится к измери- тельной технике, в частности к тепловым методам измерения расхода, может найти применение в производствах, использующих большое количество различных по своим свойствам газов, например в производстве интегральных схем методом газовой диффузии, контроль и регулирование подачи газообразных катализаторов, а также при различных лабораторных исследованиях.

Известен калориметрический способ .измерения расхода, основанный на нагреве измеряемого потока и измерении 15 эффекта этого нагрева, зависящего от расхода. В этом способе измеряемый . расход находят иэ уравнения теплового баланса, составленного для нагревателя и измеряемого потока. Так 20 как в это уравнение входят и тепловые потери в окружающую среду, то эти потери необходимо учитывать при измерении (11 .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения расхода, основанный на измерении мощности нагревателя, разности температур измеряемого потока на входе и выходе 30 измерительного участка и измерении потерь тепла в окружающую среду по перепаду температур на теплоизоляции нагревателя. С целью обеспечения стационарного гидродинамического и теплового режима измерение температур потока производится на некотором удалении от нагревателя, так как длина измерительного участка больше длины нагревателя. Расстояние от входного термодатчика до нагревателя выбирается из условия равенства температур измеряемого потока, стенки и окружающей среды. Расстояние от нагревателя до выходного термодатчика выбирается из условия равенства температур измеряемого потока и стенки (2).

Недостатком известного способа является измерение теплопотерь только на участке нагревателя, а не на всем измерительном участке. С уменьшением расхода измеряемого потока теплопотери от участков между входными и выходными термодатчиками и нагревателем увеличивается, так как температуры измеряемого потока и стенок на этих участках растут. Эти теплопотери не учитываются при определении расхода по уравнению теп883658

35

Рная @B+++H / (1) где Рнаг количество тепла, отдавае мое электрическим нагревателем, количество тепла, полученное измеряемым потоком; количество тепла, полученное потоком в рубашке (вспомогательным потоком).

B

Ч

Раскрывая ти уравнения наг=

55 е0 слагаемые в правой час(1), получим B Bh расходы измеряемого и вспомогательного патоков1 где Сэ, Сн—

И лового баланса известным способом.

Поэтому такой способ измерения расхо; да не может быть применен для измерения малых расходов.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения расхода калориМетрическим способом в область ма,лых расходов.

Поставленная цель достигается тем, что в калориметрическом способе измерения расхода, основанном на том, что измеряемый поток нагревают и измеряют разность температур на входе и выходе измерительного участка и по их разности судят о величине расхода, весь измерительный участок обдувают вспомогательЦым потоком с известным расходом и теплоемкостью и измеряют разность температур вспомогательного потока на входе и выходе измерительного участка.

На чертеже представлен калориметрический расходомер для осуществления предлагаемого способа.

Расходомер содержит измерительную трубку 1, на которой намотан электрический нагреватель 2 и установлены термодатчики З.и 4. Измерительный участок с нагревателем заключен в рубашку 5, на входе и выходе которой размещены термодатчики 6 и 7.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Измеряемый поток пропускают через измерительную трубку 1 и контролируют его нагрев термодатчиками 3 и

4. Вспомогательный поток с известным расходом и теплоемкостью, например воздух, прогц скают через наружную рубашку. Поскольку рубашка охватывает весь измерительный участок, то все тепло, отдаваемое нагревателем 2, распределяется между. измеряемым и вспомогательным потоками.

Уравнение теплового баланса в этом случае может быть записано в виде

dtB,at н - разности температур измеряемого и вспомогательного потоков на входе и выходе измерительного участка.

Из уравнения (2) получаем формулу для расчета расхода измеряемого потока

" ar н н h< н

QB - < < (3)

8 Ь.

Как видно из формулы, для определения расхода измеряемого потока GB при известных мощности нагревателя, расходе и теплоемкости вспомогате-ьного потока достаточно измерять разности температур измеряемого и вспомогательного потоков на входе и выходе измерительного участка.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в-том, что существенно увеличивается диапазон измерения в область малых расходов, причем градуировочная характеристика во всем диапазоне остается расчетной. Это обстоятельство позволяет отказаться от индивидуальной градуировки каждого расходомера на измеряемой среде.

Расходомеры, основанные на предлагаемом способе измерения, могут найти широкое применение в производстве интегральных схем методом газовой диффузии, где необходимо измерять и регулировать большое количество газовых и жидкостных потоков в широких диапазонах. Перспективным являетря применение предлагаемого способа для различных лабораторных исследований, пилотных установок, контроля и регу— лирования газообразных и жидких катализаторов и химических производствах.

Формула изобретения

Калориметрический способ измерения расхода, основанный на том, что измеряемый поток нагревают и измеряют разность температур на входе и выходе измерительного участка и по их разности судят о величине расхода, отличающийся тем, что, с целью расширения .диапазона измерения в область малых расходов, весь измерительный участок обдувают вспомогательным потоком с известным расходом и теплоемкостью и измеряют разность температур вспомогатель- ного потока -на входе и выходе измерительного участка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Френкель Б.А. Измерение малых и микрорасходов продуктов нефтехимических.производств. N, ЦНИИТЭНЕФТЕХИИ, 1973, с. 55-60.

2. Азимов P.Ê. и др. Теплообменные измерительные преобразователи.

ФАН, 1974, с. 29-32 (прртотип) 883658

Составитель Н.Андреева

Редактор П.Ортутай Техред А.Савка корректор В.Бутяга .

Заказ 10205/61 Тираж 705 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

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

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