RU2053484C1 - Способ измерения расхода жидкого кислорода - Google Patents
Способ измерения расхода жидкого кислорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2053484C1 RU2053484C1 SU5061756A RU2053484C1 RU 2053484 C1 RU2053484 C1 RU 2053484C1 SU 5061756 A SU5061756 A SU 5061756A RU 2053484 C1 RU2053484 C1 RU 2053484C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- solenoid
- annular
- pipeline
- liquid oxygen
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Использование: в измерительной технике для измерения расхода кислорода бесконтактным путем. Сущность изобретения: создают сужение потока в трубопроводе с помощью неоднородного магнитного поля кольцевого магнита 2 или соленоида 5, охватывающих трубопровод 1, путем образования удерживаемого на его внутренней поверхности кольцевого слоя 4 измеряемой (парамагнитной) жидкости и измеряют силовое воздействие потока на кольцевой слой 4 жидкости по величине осевого усилия, приложенного кольцевым слоем 4 измеряемой жидкости к кольцевому магниту 2 или соленоиду 5. 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении расхода жидкого кислорода.
Известен способ измерения расхода жидкого кислорода, основанный на зависимости от расхода перепада давления на местном сужении потока в трубопроводе, создаваемом введением в последний сужающих устройств, в основном диафрагм или сопел [1] Использование сужающего устройства предполагает нарушение целостности трубопровода, т. е. снижение технологичности способа и средств его обеспечения. Кроме того, обеспечивающее сужение потока устройство, будучи помещенным на пути криогенной жидкости, подвергается заметному разрушению вследствие химического воздействия агрессивной низкокипящей среды и термической усталости материала гидравлической части расходомера, связанной с многократным ее захолаживанием. При этом необходимость использования в проточной части расходомера искусственного сопротивления, являющегося твердым телом, сопровождается возникновением опасности возгорания в жидком кислороде конструкции расходомера при ударном воздействии на это сопротивление частиц окалины, сварочного грата и т. д. наконец, в некоторых случаях расход криопродукта контролируют лишь периодически, из чего очевидно, что постоянно установленные сужающие устройства приводят в данных случаях к неоправданно большим потерям напора и относительному удорожанию измерений.
Ближайшим аналогом изобретения является способ измерения расхода, включающий измерение параметра, зависящего от расхода (перепала давления), на местном сужении потока в трубопроводе [2]
Известный способ характеризуется недостаточно высокой надежностью ввиду того, что он предполагает непосредственный контакт измерительного преобразователя (дифманометра) с взрыво- и пожароопасной средой жидким кислородом. Кроме того, поскольку надежная теплоизоляция трубопровода и соединительных линий дифманометра труднодостижима, то в них неизбежно образование газовой фазы, что приводит к снижению точности измерения расхода жидкого кислорода.
Известный способ характеризуется недостаточно высокой надежностью ввиду того, что он предполагает непосредственный контакт измерительного преобразователя (дифманометра) с взрыво- и пожароопасной средой жидким кислородом. Кроме того, поскольку надежная теплоизоляция трубопровода и соединительных линий дифманометра труднодостижима, то в них неизбежно образование газовой фазы, что приводит к снижению точности измерения расхода жидкого кислорода.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение надежности измерения.
Это достигается тем, что местное сужение потока создают путем формирования кольцевого слоя измеряемой жидкости на внутренней поверхности трубопровода путем создания неоднородного магнитного поля охватывающим трубопровод кольцевым магнитом или соленоидом, и в качестве параметра связанного с расходом, используют величину силового воздействия потока на кольцевой слой жидкости, измеряемого по величине осевого усилия, приложенного к кольцевому магниту или соленоиду.
Варианты расходомеров, реализующих предлагаемый способ, приведены на фиг. 1 и 2: на фиг. 1 принципиальная схема расходомера с кольцевым магнитом; на фиг. 2 принципиальная схема расходомера с соленоидом.
Расходомер содержит участок 1 трубопровода, выполненный из немагнитного материала, источник неоднородного магнитного поля, который в первом варианте выполнения (фиг. 1) выполнен в виде кольцевого магнита 2, а во втором варианте (фиг. 2) в виде соленоида 3, охватывающих участок 1 трубопровода, и силоизмеритель 4, жестко связанный с кольцевым магнитом 2 или соленоидом 3, установленными с возможностью осевого перемещения относительно участка 1 трубопровода.
Измеряемой средой расходомера является парамагнитная жидкость жидкий кислород, а местное сужение проточной части расходомера представляет собой кольцевой слой 5 измеряемой среды, расположенной на внутренней поверхности участка трубопровода 1, удерживаемый на ней силой взаимодействия неоднородного магнитного поля кольцевого магнита 2 или соленоида 3 с измеряемой средой. Для снижения необратимых потерь на кольцевом слое 5 измеряемой среды, представляющем собой цилиндрическое сопло, в соответствии с рекомендациями [Правила 28-63 измерения расхода жидкостей, газов и паров стандартными диафрагмами и соплами. М. Изд-во стандартов, 1978, с. 151 с. 35-37] отношение протяженности кольцевого слоя 5 к внутреннему диаметру участка трубопровода 1 должно находиться в пределах 0,1-0,5, что обеспечивается выбором отношения высоты слоя к внутреннему диаметру кольцевого магнита 2 или соленоида 3, во внутренней полости которых создается неоднородное магнитное поле, также лежащим в пределах 0,1-0,5. Постоянный магнит 2 может быть изготовлен из редкоземельного металла (Sm, Pr, Co) позволяющего получить максимальное значение магнитной индукции Br на внутренней поверхности участка трубопровода 1, равное 0,35 Тл.
Соленоид 3 может представлять собой как обычный электромагнит, создающий магнитное поле с индукцией Br составляющей 2 Тл, так и сверхпроводящий электромагнит с индукцией Br достигающей 15 Тл.
В качестве динамометра 4 может быть использован пьезорезонансный тензопреобразователь, измеряющий усилия в диапазоне от 10-4 до 0,1 H с абсолютной погрешностью 5 · 10-5H.
Расходомер работает следующим образом.
При движении измеряемой среды по участку 1 трубопровода на кольцевой слой 5 измеряемой среды, расположенный на его внутренней поверхности, действует гидродинамическая сила, которая уравновешивается силой взаимодействия измеряемой среды с неоднородным магнитным полем кольцевого магнита 2 или соленоида 3, приложенной к ним, и измеряется с помощью динамометра 4, по показаниям которого определяют расход измеряемой среды.
П р и м е р При измерении расхода жидкого кислорода в трубопроводе с внутренним диаметром Dy, равным 0,05 м, что скоростью потока V, составляющей 0,7 м/с, создается динамический напор потока
P∂ ρV /2 ≃ 280 Па, где ρ плотность жидкого кислорода, ρ1142 кг/м3.
P∂ ρV
Динамический напор потока Pд уравновешивается перепадом давления Δ Pм, удерживаемым объемной магнитной силой, действующей со стороны неоднородного магнитного поля кольцевого магнита 2. Для жидкого кислорода максимальное значение ΔPм может составлять:
ΔPм= 331 Па, где μ2 относительная магнитная проницаемость жидкого кислорода, μ2 1,0034;
B2 максимальное значение радикальной составляющей индукции магнитного поля внутри кольцевого магнита, для кольцевого магнита из материала (Sm, Pr, Co) B2=0,35 Тл.
ΔPм= 331 Па, где μ2 относительная магнитная проницаемость жидкого кислорода, μ2 1,0034;
B2 максимальное значение радикальной составляющей индукции магнитного поля внутри кольцевого магнита, для кольцевого магнита из материала (Sm, Pr, Co) B2=0,35 Тл.
μo магнитная постоянная, μo=4πx x 10-7 Гн/м.
При этом гидродинамическая сила, действующая на кольцевой слой 5 жидкости, которая прикладывается к кольцевому магниту 2 и измеряется с помощью динамометра 4, равна:
F∂= C •S 0,0007 0,1H, где C безразмерный коэффициент сопротивления, для кольцевого слоя C ≈ 1;
S (D -D ) площадь кольцевого слоя,
Dк внутренний диаметр кольцевого слоя, Dк=0,8 Dу.
F∂= C •S 0,0007 0,1H, где C безразмерный коэффициент сопротивления, для кольцевого слоя C ≈ 1;
S (D
Dк внутренний диаметр кольцевого слоя, Dк=0,8 Dу.
При использовании в качестве динамометра 3 пьезорезонансного тензопреоб-разователя с абсолютной погрешностью 5 · 10-5H относительная погрешность измерения гидродинамической силы Fд составит 0,05%
Claims (1)
- СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОГО КИСЛОРОДА, включающий измерение параметра, связанного с расходом, на местном сужении потока в трубопроводе отличающийся тем, что местное сужение потока создают путем формирования кольцевого слоя измеряемой жидкости на внутренней поверхности трубопровода неоднородным магнитным полем охватывающего трубопровод кольцевого магнита или соленоида, а в качестве параметра, связанного с расходом, используют силовое воздействие потока на кольцевой слой, для чего измеряют величину осевого усилия, приложенного кольцевым слоем к кольцевому магниту или соленоиду.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5061756 RU2053484C1 (ru) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Способ измерения расхода жидкого кислорода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5061756 RU2053484C1 (ru) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Способ измерения расхода жидкого кислорода |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2053484C1 true RU2053484C1 (ru) | 1996-01-27 |
Family
ID=21613066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5061756 RU2053484C1 (ru) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | Способ измерения расхода жидкого кислорода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2053484C1 (ru) |
-
1992
- 1992-09-09 RU SU5061756 patent/RU2053484C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Расход жидких криогенных сред. Методика выполнения измерений расходомерами преимущественно переменного перепада давления, МИ, 1995-89, Казань, 1989. 2. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества, Л.: Машиностроение, 1989, с.10-13. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Childers et al. | Helium II thermal counterflow: Temperature-and pressure-difference data and analysis in terms of the Vinen theory | |
US3340733A (en) | Design for a strain gauge target flow meter | |
AU2009204007A1 (en) | Wet gas metering using a differential pressure and a sonar based flow meter | |
Fontaine et al. | The influence of the type of gas on the reduction of skin friction drag by microbubble injection | |
US3847020A (en) | Flow meter | |
US5520058A (en) | Magnetic reluctance flowmeter | |
RU2053484C1 (ru) | Способ измерения расхода жидкого кислорода | |
US4527430A (en) | Transducer apparatus for measuring pressure of fluids | |
Cascetta et al. | Field test of a swirlmeter for gas flow measurement | |
Boyce | Transport and storage of fluids | |
US3494190A (en) | Fluid flow transducer | |
CA1216173A (en) | Flow meter and densitometer apparatus and method of operation | |
US3831433A (en) | Apparatus for measuring the density of a fluid by resonance | |
Lefebvre et al. | A transient electromagnetic flowmeter and calibration facility | |
RU2065576C1 (ru) | Способ измерения расхода | |
GREY et al. | Methods of flow measurement | |
Yu et al. | Microchannel pyroelectric anemometer | |
US3357260A (en) | Fluid system for measuring impulses | |
Olsen | Introduction to liquid flow metering and calibration of liquid flowmeters | |
Cascetta | Application of a portable clamp-on ultrasonic flowmeter in the water industry | |
Turner | LIQUID METAL FLOW MEASUREMENT (SODIUM) STATE-OF-THE-ART STUDY. | |
RU2037796C1 (ru) | Тензометрический расходомер | |
Sumner et al. | Concentration fluctuation spectra in turbulent slurry pipeline flow | |
RU2065136C1 (ru) | Способ определения расхода жидкого гелия | |
Rivetti et al. | Metrological performances of Venturi flowmeters in normal, supercritical and superfluid helium |