CS252297B1

CS252297B1 - Method of liquid introduction into reservoir of aspiration psychometer with free level

Info

Publication number: CS252297B1
Application number: CS857498A
Authority: CS
Inventors: Petr Bezucha
Original assignee: Petr Bezucha
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS749885A1

Abstract

Účelem řešeni je vyřešit regulaci přítoku kapaliny do nádržky aspiračního sychrometru. Tohoto čile se dosáhne tak, e kapalina se do nádržky přivádí z uzavřeného zásobníku působením konstantního rozdílu hydrostatických výšek. Rozdíl hydrostatických výšek nepřevyšuje o více než o řád statickou výšku menisku nad okrajem nádržky. Průtok kapaliny přetékající přes okraj nádržky je řízen zařazeným hydrostatickým odporem, který je soustředěn ve stoupající větvi přívodu kapaliny do nádržky.The purpose of the solution is to solve the regulation the liquid feed to the aspiration tank sychrometer. This will be achieved the liquid is fed into the reservoir from the sealed the reservoir by a constant action difference in hydrostatic heights. Difference hydrostatic heights do not exceed by more than a static meniscus height above the edge reservoirs. Fluid flow overflowing over the rim of the reservoir is steered hydrostatic resistance, which is concentrated in the rising liquid supply line into the reservoir.

Description

Vynález se týké způsobu zavádění kapaliny do nádržky aspiračního psychrometrů s volnou hladinou· Aspirační psychrometr s volnou hladinou slouží ke stanovení obsahu páry v paroplynné směsi na principu měření teploty náběhového proudu směsi - teplota suchého teploměru - a teploty nádržky s kondenzovanou parní složkou - teplota vlhkého teploměru, jejíž hladina je vystavena působení proudu směsi.The present invention relates to a method for introducing liquid into an aspiration psychrometer tank with a free level. The aspiration psychrometer with a free level serves to determine the steam content of a steam-gas mixture by measuring the flow temperature of the mixture - dry thermometer and condenser steam. the level of which is exposed to the stream of the mixture.

Aspirační psychrometry s volnou hladinou se používají na rozdíl od psychrometrů s porézním povrchem vlhkého teploměru dosud předevěím k měření při vyšších teplotách, kdy je vysoká rychlost odpařování z hladiny nádržky a k měření ve znečištěných paroplynných směsích, kdy se hladina čisté kapaliny obnovuje přebytečným tokem, který přepadává přes okraj nádržky a odnáší sebou rozpustné i nerozpustné nečistoty.Free-level aspiration psychrometers, unlike the porous surface of a wet thermometer, have been used primarily to measure at higher temperatures where the evaporation rate is high from the reservoir level and in contaminated steam-gas mixtures where the level of pure liquid is restored by excess flow that falls over the rim of the reservoir and carries away soluble and insoluble impurities.

Dosavadní způsob řeší přívod kapaliny do nádržky psychrometru výhradně pomocí čerpadélka, které udržuje nastavený průtok. Nevýhodou tohoto způsobu je, že tento konstantní průtok je třeba nastavit tak velký, aby pokryl odpař i v případě poklesu obsahu páry ve směsi, při vzestupu tohoto obsahu je pak přepad nadměrný, což může vést k systematické chybě měřené teploty vlhkého teploměru. Dalšími nevýhodami jsou složitější systém dávkování čerpadélkem malého průtoku, náročným na údržbu a vyšší spotřeba kapaliny.The prior art method solves the supply of liquid to the psychrometer reservoir solely by means of a pump which maintains a set flow rate. The disadvantage of this method is that this constant flow rate must be set so large as to cover the evaporation even in the event of a drop in the steam content of the mixture, and as the content rises, the overflow is excessive, which can lead to a systematic error of the measured hygrometer temperature. Further disadvantages are the more complicated low flow pump dosing system, maintenance-intensive and higher liquid consumption.

252 297252 297

Výhodnějším se jeví způsob zavádění kapaliny do nádržky aspiračního psychrometru s volnou hladinou podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá vtom,.že kapalina je do něj přiváděna z uzavřeného zásobníku působením konstantního rozdílu hydrostatických výšek mezi horním okrajem nádržky a spodním okrajem trubky spojené s komorou psychrometru a zasahující shora do uzavřeného zásobníků pod hladinu kapaliny, přičemž rozdíl hydrostatických, výšek nepřevyšuje o více než řád statickou výšku menisku nad okrajem nádržky a průtok kapaliny přetékající přes okraj nádržky je řízen hydrodynamickým. odporem, který je soustředěn ve stoupající větvi přívodu kapaliny ze zásobníku.A method for introducing liquid into the reservoir of a free-level aspiration psychrometer according to the present invention is characterized in that the liquid is introduced into it from a closed container by a constant difference in hydrostatic height between the upper edge of the container and the lower edge of the tube connected to the psychrometer chamber; extending from above into closed containers below the liquid level, the difference in hydrostatic heights does not exceed by more than an order of magnitude the static height of the meniscus above the rim of the reservoir and the flow of liquid overflowing the rim of the reservoir is controlled by hydrodynamic. a resistance that is concentrated in the rising branch of the liquid supply from the reservoir.

Způsob podle vynálezu řeší dávkování kapaliny na principu hydrostatického spádu. Při provozu psychrometru se kapalina v nádržce náběhovým proudem paroplynné směsi čeří, přičemž její hladina (zvlněný meniskus) zaujímá prostorovou plochu, která je výslednicí působení stacionárních sil. V prvém přiblížení pak platí, že k porušení rovnováhy a k přetečení kapaliny přes okraj nádobky je třeba, aby střední hydrostaticlQr tlak v rovině okraje nádržky byl vyšší než povrchové napětí na okraji nádržky. Odpovídající rozdíl hydrostatických výšek je .proto velmi malý - řádově 1 mm. Bylo zjištěno, že když se do cesty přitékající kapalině zařadí hydrodynamický odpor takový, aby vhodná velikost stacionárního přetoku byla e ^j dosažena rozdílem hydrostatických výšek řádově stejným jako v předchozím případě, je cákový přítok výhodně řízen i velikostí odparu prostřednictvím střední výšky zvlněného menisku.The method according to the invention solves liquid dosing on the principle of hydrostatic gradient. During operation of the psychrometer, the liquid in the reservoir is clarified by the inlet flow of the steam-gas mixture, and its level (undulating meniscus) occupies a spatial surface which is the result of the action of stationary forces. In a first approximation, in order to disturb equilibrium and to overflow liquid over the rim of the container, the mean hydrostatic pressure in the plane of the rim of the container must be higher than the surface tension at the rim of the container. The corresponding difference in hydrostatic height is therefore very small - of the order of 1 mm. It has been found that when a hydrodynamic resistor is included in the fluid flow path such that a suitable stationary flow rate ^is achieved by a difference in hydrostatic heights of the order of the previous case, the flow rate is preferably controlled by the evaporation rate through the mean height of the undulating meniscus.

K eliminaci vlivu poklesu hladiny v zásobníku uplatňuje způsob dle vynálezu jinak známý princip spočívající v zavedení plynu z komory psychrometru shora trubkou pod hladinu kapalinyIn order to eliminate the effect of the level drop in the reservoir, the method according to the invention applies an otherwise known principle of introducing gas from the chamber of the psychrometer from above through a tube below the liquid level.

252 297 v uzavřeném zásobníku. Podmínkou úspěšné aplikace tohoto principu však je, aby pohyb sloupce kapaliny mezi hladinou v zásobníku a hladinou v nádržce byl účinně tlumen vůči vlastním i vnuceným kmitům. V opačném případě dochází ke kmitavému uvolňování jednotlivých bublin z ponořené trubky v zásobníku a tím ke zvýšenému průtoku kapaliny. Bylo zjištěno, že velikost hydrodynamického odporu, splňující shora uvedený požadavek, vyhovuje výhodně i této podmínce.252 297 in a closed container. However, a precondition for the successful application of this principle is that the movement of the liquid column between the level in the reservoir and the level in the reservoir is effectively damped against its own and forced oscillations. Otherwise, the individual bubbles are oscillating releasing from the submerged pipe in the reservoir, thereby increasing fluid flow. It has been found that the magnitude of the hydrodynamic resistance meeting the aforementioned requirement preferably also satisfies this condition.

Další podmínkou úspěšné aplikace je vhodná lokalizace a realizace hydrodynamického odporu. Na cestě kapaliny ze zásobníku do nádržky nesmí být kapalinový sloupec přerušen, proto trubka musí mít světlost větší než průměr kulového menisku kapaliny, kromě stoupající větve, kde jedině lze zúžený profil dokonale zaplnit kapalinou. Poněvadž podmínkou exaktní funkce aspiračního psychrometru s volnou hladinou je potlačené míšení kapaliny v nádržce · kapalinou přitékající, je všestranně výhodné lokalizovat odpor těsně pod dno nádržky a realizovat jej několika kapilárními trubkovými závity. Poněvadž tok v kapilární trubce je laminérní, bude se objemový průtok V řídit Hagen-Poiseuillovou rovnicíAnother prerequisite for successful application is the appropriate location and implementation of hydrodynamic resistance. On the way of the liquid from the reservoir to the reservoir, the liquid column must not be interrupted, therefore the pipe must have a diameter greater than the diameter of the spherical meniscus of the liquid, except for the rising branch where only the tapered profile can be perfectly filled with liquid. Since the condition of the exact function of the aspiration psychrometer with free level is the suppression of mixing of the liquid in the reservoir with the liquid flowing, it is universally advantageous to locate the resistance just below the bottom of the reservoir and to realize it through several capillary pipe threads. Since the flow in the capillary tube is laminar, the volume flow V will follow the Hagen-Poiseuill equation

T 4 P DT 4 P D

V _s ------------—In _s ------------—

128yU L kde128yU L where

ΛΡ je tlakový spád odpovídající rozdílu hydrostatických výšek /i je viskozita kapaliny ·ΛΡ is the pressure drop corresponding to the difference in hydrostatic heights / i is the viscosity of the liquid ·

D je hydraulický průměr kapilární trubky a L je její délka.D is the hydraulic diameter of the capillary tube and L is its length.

Z toho vyplývají požadavky na dimenzování hydrodynamického odporu.This implies requirements for dimensioning the hydrodynamic resistance.

252 297252 297

Výhodou způsobu dle vynálezu je, že celkový průtok kapaliny ze zásobníku do nádržky se automaticky přizpůsobuje velikosti odparu z nádržky a přetok kapaliny přes okraj nádržky se svou čisticí funkcí je tím dosti stálý. To příznivě ovlivňuje přesnost měření a snižuje spotřebu kapaliny. Je-li dále, jak je to obvyklé, komora psychrometru při měření pod mírným podtlakem, lze nádržku při uvádění přístroje do chodu rychle a pohodlně naplnit kapalinou pouhým zavzdušněním prostoru nad hladinou kapaliny v zásobníku. Způsob dle vynálezu je však především jednodušší v provedení než nucené čerpání kapaliny.An advantage of the method according to the invention is that the total flow of liquid from the reservoir to the reservoir is automatically adapted to the evaporation amount from the reservoir and the overflow of the liquid over the reservoir rim with its cleaning function is thus fairly constant. This positively affects measurement accuracy and reduces liquid consumption. If, as usual, the psychrometer chamber is under slight vacuum when measured, the reservoir can be filled with liquid quickly and conveniently by simply venting the space above the liquid level in the reservoir when actuating the apparatus. However, the method according to the invention is, in particular, simpler in design than forced pumping of liquid.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je znázorněno na výkresu. a v dalším je popsáno spolu s osvětlením funkce.An apparatus for carrying out the method according to the invention is shown in the drawing. and described below together with the illumination of the function.

Volné hladina v nádržce X aspiračního psychrometru je ofukována proudem paroplynné směsi z trysky ,£. Uvnitř nádržky i je měřena teplota vlhkého teploměru, v trysce teplota suchého teploměru. Působením nenasycené paroplynné směsi se kapalina v nádržce χ odpařuje. Úbytek je kontinuálně nahrazován přítokem kapaliny ze zásobníku 2. trubkou 2· Přítok je tak velký, aby část kapaliny přetékala přes okraj nádržky i a vyplachovala tak nečistoty do drenáže 2· Paroplynné směs odchází z komory psychrometru J odtahem 6. Požadovaný průtok přepadu se nastaví rozdílem hydrostatických výěek mezi hladinou kapaliny v nádržce i a obráceným meniskem, který vytvářejí bubliny plynu vystupující z trubky 2 v zásobníku 2· Plyn pro^vyrovnávání tlaku v zásobníku je odebírán přímo z komor^\psychrometru. Hydraulický odpor je umístěn na vstu pu kapaliny do nádržky χ a realizován několika závity ve stěně nádržky X, které vytvářejí proti centrální válcové vložce 2 spirálovou kapilární trubku.The free level in the reservoir X of the aspiration psychrometer is blown by the steam-gas mixture stream from the nozzle 8. Inside the reservoir 1, the temperature of the wet thermometer is measured, and the temperature of the dry thermometer in the nozzle. Under the action of the unsaturated steam-gas mixture, the liquid in the χ tank evaporates. The loss is continually replaced by the inflow of liquid from the reservoir 2. tube 2 · The inflow is so large that some of the liquid overflows over the rim of the reservoir and flushes the dirt into the drainage 2 · The steam gas mixture leaves the psychrometer chamber. the gap between the liquid level in the reservoir 1 and the inverted meniscus that creates gas bubbles exiting the tube 2 in the reservoir 2. The pressure equalization gas in the reservoir is taken directly from the chambers of the psychrometer. The hydraulic resistance is located at the inlet of pu of liquid into the reservoir χ and implemented by a plurality of threads in the wall of the reservoir X, which form a spiral capillary tube against the central cylinder 2.

Claims

A method for introducing liquid into a reservoir of an aspirated psychrometer with a free level, characterized in that the liquid is supplied to it from a closed reservoir by a constant difference in hydrostatic height between the upper edge of the reservoir and the lower edge of the tube connected to the psychrometer chamber. where the difference in hydrostatic heights does not exceed by more than a static height of the meniscus above the rim of the reservoir and the flow of liquid overflowing the rim of the reservoir is controlled by the hydrodynamic resistance, which is concentrated in the rising branch of the liquid supply from the reservoir.