PL168559B1 - Sposób pomiaru strumienia masy cząstek stałych transportowanych pneumatycznie w rurociągu pionowym - Google Patents

Abstract

5posób pomiaru strumienia masy cząstek stałych transportowych ''—''N pneumatycznie w rurociągu pionowym, polegający na wykorzystaniu znane- 57/ go przekroju przepływowego pionowego odcinka pomiarowego rurociągu transportowego cząstki stałe, odległości punktów pomiaru różnicy ciśnień statycznych, współczynnikatarciatransportowanychcząstekstałych,średnicy wewnętrznej pionowego odcinka pomiarowego rurociągu transportowego i współczynnika proporcjonalności, przy czym wymienione wartości liczbowe wymienionych wielkości oraz sygnały proporcjonalne do wartości mierzonych wprowadzane są do mikrokomputera, znamienny tym, że na pionowym odcinku (2) rurociągu transportowego dokonuje się pomiaru różnicy ciśnień statycznych i prędkości średniej cząstek stałych, zaś na odcinku (5) gazowego rurociągu przed miejscem połączenia rurociągu transportowego (6), którym doprowadzone są cząstki stałe do instalacji transportowej, dokonuje się pomiaru różnicy ciśnień statycznych, po czym strumień masy cząstek stałych wyznacza się z równania /ΔΡ, - aAPg/ £ PL 168559 B1 D Us gdzie APt - jest różnicą ciśnień statycznych pomiędzy punktami pomiarowymi odległymi o L na pionowym rurociągu (2) transportowym cząstki stałe, APg - jest różnicą ciśnień statycznych pomiędzy punktami odległymi o L na odcinku (5) gazowego rurociągu, Us - jest mierzoną prędkością cząstek stałych w pionowym odcinku (2) rurociągu transportowym w miejscu pomiaru różnicy ciśnień APi, A - jest przekrojem przepływowym pionowego rurociągu (2), a D - jego średnicą wewnętrzną, B - jest współczynnikiem tarcia cząstek stałych, g - jest stałą grawitacyjną, zaś a - współczynnikiem proporcjonalności.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru strumienia masy cząstek stałych transportowanych pneumatycznie w rurociągu pionowym, przeznaczony do stosowania w przemyśle materiałów budowlanych, spożywczym, energetycznym itp.

Z opisu patentu US 4 168 624 znany jest sposób pomiaru objętościowych natężeń przepływu gazu i cieczy w dwufazowej mieszaninie, polegający na pomiarze objętościowego natężenia przepływu, ciśnienia i temperatury mieszaniny dwufazowej w dwóch punktach rurociągu odległych od siebie wzdłuż linii przepływu. Otrzymuje się w ten sposób różnicę ciśnień między tymi punktami oraz ciśnienie i temperaturę w tych punktach. Pomiędzy tymi punktami ulokowany jest zawór dławiąco-regulujący, umożliwiający pomiar przy różnych różnicach ciśnień. Przetworniki objętościowe natężeń przepływu temperatury i ciśnienia połączone są z komputerem, który oblicza udział gazu w mieszaninie i objętościowe natężenie przepływu gazu i cieczy. W przypadku niehomogenicznego przepływu konieczne jest stosowanie przed każdym punktem pomiarowym urządzenia do homogenizacji strumienia mieszaniny. Wadą tego sposobu jest brak możliwości stosowania w pomiarach przepływów dwufazowych ciecz-ciało stałe lub

168 559 gaz-ciało stałe. Niedogodnością sposobu jest konieczność homogenizacji mieszaniny i pomiaru przy nastawionych dwóch różnych różnicach ciśnień pomiędzy dwoma punktami pomiarowymi.

Z opisu patentu DE 3 141 225 A1 znany jest sposób pomiaru strumienia masy gazu, który wyznacza się z odrębnych pomiarów składowych objętościowego natężenia przepływu i gęstości gazu.

Gęstość gazu wyznacza się na podstawie wyników pomiaru ciśnienia absolutnego i temperatury absolutnej gazu. Objętościowe natężenie przepływu gazu mierzone jest za pomocą przepływomierza lub przy użyciu zwężki przekroju i pomiarze w tym przypadku różnicy ciśnień na zwężce oraz ciśnienia i temperatury przez zwężką. Sygnały elektryczne z przepływomierza lub z przetwornika różnicy ciśnień na zwężce oraz z przetworników temperatury i ciśnienia podawane są do komputera, który według odpowiedniego algorytmu oblicza masowe natężenie przepływu. Wadą tego sposobu jest brak możliwości jego użycia do pomiarów przepływów dwufazowych, zwłaszcza pyłowo-gazowych, gdyż w oparciu o pomiary temperatury i ciśnienia nie można wyznaczyć średniej gęstości mieszaniny pyłowo-gazowej, koniecznej do obliczenia strumienia masy mieszaniny.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że na pionowym odcinku rurociągu transportowego dokonuje się pomiaru różnicy ciśnień statycznych APt i prędkości średniej Us cząstek stałych. Na odcinku gazowego rurociągu przed miejscem podłączenia rurociągu transportowego, którym doprowadzane są cząstki stałe do instalacji transportowej, dokonuje się pomiaru różnicy ciśnień statycznych APg po czym strumień masy Ms cząstek stałych wyznacza się z równania /AP_t - aAPg/

·. K .L

D U_s gdzie: APt - jest różnicą ciśnień statycznych pomiędzy punktami odległymi o L na pionowym rurociągu transportowym cząstki stałe,

APg - jest różnicą ciśnień statycznych pomiędzy punktami odległymi o L na odcinku gazowego rurociągu,

Us - jest mierzoną prędkością cząstek stałych w pionowym odcinku rurociągu transportowego w miejscu pomiaru różnicy ciśnień APt,

A - jest przekrojem przepływowym pionowego rurociągu transportowego, a

D - jego średnicą wewnętrzną,

B - jest współczynnikiem tarcia cząstek stałych, g - stałą grawitacji, zaś a - współczynnikiem proporcjonalności.

Korzystnym skutkiem stosowania sposobu pomiaru według wynalazku jest wyeliminowanie konieczności przebudowy instalacji transportowej w celu zainstalowania urządzeń pomiarowych, a sam pomiar jest bezzaburzeniowy.

Sposób według wynalazku zostanie objaśniony w oparciu o przykładowy układ pomiarowy przedstawiony na rysunku.

Układ do pomiaru strumienia masy cząstek transportowanych pneumatycznie w rurociągu pionowym zawiera przetwornik 1 różnicy ciśnień i czujnik 3 prędkości przepływu cząstek stałych, które są umieszczone na rurociągu pionowym 2. Przetwornik 4 różnicy ciśnień jest zainstalowany na rurociągu 5 poziomym. Układ zawiera także rurociąg 6 doprowadzający rozdrobnione ciało stałe oraz mikroprocesor 7 i wskaźnik 8 strumienia masy.

Sposób pomiaru według wynalazku ma następujący przebieg. Pomiaru różnicy ciśnień statycznych APt dokonuje się za pomocą przetwornika 1 różnicy ciśnień, usytuowanego na pionowym odcinku 2 rurociągu transportowanego w miejscu przepływu ustalonego. Pomiaru prędkości Us cząstek stałych dokonuje się za pomocą czujnika 3 usytuowanego również na pionowym odcinku 2 rurociągu transportowego w miejscu przepływu ustalonego. Pomiaru różnicy ciśnień APg dokonuje się za pomocą przetwornika 4 różnicy ciśnienia, usytuowanego na

168 559 poziomym odcinku 5 gazowego rurociągu transportowego, tj. przed miejscem podłączenia do rurociągu transportowego przewodu 6, którym doprowadzane są cząstki stałe do instalacji transportowej.

Zmierzona przez przetwornik 1 różnica ciśnień statycznych APt w postaci sygnału elektrycznego doprowadzana jest do mikroprocesora 7. Zmierzona przez czujnik 3 prędkość średnia Us cząstek stałych w postaci sygnału elektrycznego doprowadzana do mikroprocesora 7. Zmierzona przez przetwornik 4 różnica ciśnień statycznych APg w postaci sygnału elektrycznego doprowadzana jest również do mikroprocesora 7. Strumień masy Ms cząstek stałych oblicza mikroprocesor 7, realizujący zależność /AP_t - aAPg/ £

D U_s gdzie: A - przekrój przepływowy pionowego odcinka 2 rurociągu transportowego,

L - odległość punktów pomiaru różnicy ciśnień statycznych,

APt - na pionowym odcinku 2 rurociągu transportowego i

APg - na poziomym odcinku rurociągu gazowego 5.

B - współczynnik tarcia transportowanych cząstek stałych, g - przyspieszenie ziemskie,

D - średnica wewnętrzna pionowego odcinka 2 rurociągu transportowego, a - współczynnik proporcjonalności.

Wartości stałych A, L, B, g, D i a wprowadzone są do pamięci operacyjnej mikroprocesora 7. W mikroprocesorze 7 generowany jest sygnał elektryczny proporcjonalny do mierzonej wartości strumienia masy Ms cząstek stałych, która wskazywana jest przez wskaźnik 8 podłączony do mikroprocesora 7.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób pomiaru strumienia masy cząstek stałych transportowych pneumatycznie w rurociągu pionowym, polegający na wykorzystaniu znanego przekroju przepływowego pionowego odcinka pomiarowego rurociągu transportowego cząstki stałe, odległości punktów pomiaru różnicy ciśnień statycznych, współczynnika tarcia transportowanych cząstek stałych, średnicy wewnętrznej pionowego odcinka pomiarowego rurociągu transportowego i współczynnika proporcjonalności, przy czym wymienione wartości liczbowe wymienionych wielkości oraz sygnały proporcjonalne do wartości mierzonych wprowadzane są do mikrokomputera, znamienny tym, że na pionowym odcinku (2) rurociągu transportowego dokonuje się pomiaru różnicy ciśnień statycznych i prędkości średniej cząstek stałych, zaś na odcinku (5) gazowego rurociągu przed miejscem połączenia rurociągu transportowego (6), którym doprowadzone są cząstki stałe do instalacji transportowej, dokonuje się pomiaru różnicy ciśnień statycznych, po czym strumień masy cząstek stałych wyznacza się z równania

   BU.

   D U.

   M, gdzie: APt - jest różnicą ciśnień statycznych pomiędzy punktami odległymi o L na pionowym rurociągu transportowym cząstki stałe,

   APg - jest różnicą ciśnień statycznych pomiędzy punktami odległymi o L na odcinku (5) gazowego rurociągu,

   Us - jest mierzoną prędkością cząstek stałych w pionowym odcinku (2) rurociągu transportowym w miejscu pomiaru różnicy ciśnień

   APt, A - jest przekrojem przepływowym pionowego rurociągu (2), a D - jego średnicą wewnętrzną,

   B - jest współczynnikiem tarcia cząstek stałych, g - jest stałą grawitacyjną, zaś a - współczynnikiem proporcjonalności.