RU2065576C1 - Способ измерения расхода - Google Patents
Способ измерения расхода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065576C1 RU2065576C1 RU92009237A RU92009237A RU2065576C1 RU 2065576 C1 RU2065576 C1 RU 2065576C1 RU 92009237 A RU92009237 A RU 92009237A RU 92009237 A RU92009237 A RU 92009237A RU 2065576 C1 RU2065576 C1 RU 2065576C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- pipeline
- liquid helium
- solenoid
- flow rate
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: в измерительной технике для измерения расхода диамагнитных жидких сред, преимущественно жидкого гелия. Сущность изобретения: способ измерения расхода жидкого гелия заключается в создании жесткого сужения потока в трубопроводе путем формирования кольцевой газовой каверны, примыкающей к внутренней стенке трубопровода посредством неоднородного магнитного поля соленоида, охватывающего трубопровод, отношение высоты которого к его внутреннему диаметру находится в пределах 0,1 - 0,5, и измеряют перепад давления на местном сужении потока. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при измерении расхода диамагнитных жидких сред, преимущественно жидкого гелия.
Известен способ измерения расхода, основанный на зависимости от него перепада давления, создаваемого при сужении (сжатии) потока при помощи помещаемых в трубопровод сужающих устройств (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л. Машиностроение, Лен. отд. 1989, изд. 4-е, с. 10 - 13).
Данный способ используется также при измерении расхода жидкого гелия и других диамагнитных жидкостей. И в этом случае осуществляют сужение потока при помощи помещаемых в трубопровод сужающих устройств, главным образом диафрагмы (МИ 1965-89). Этот способ является наиболее близким к предлагаемому и характеризующим технический уровень отрасли.
Использование сужающих устройств, помимо очевидных их преимуществ, связано также с рядом недостатков, например со снижением технологичности, поскольку неизбежно нарушение целостности трубопровода для размещения в нем сужающего устройства. Кроме того, при измерении расхода жидкого гелия и подобных ему по физическим свойствам жидких сред помещаемые на пути потока сужающие устройства подвергаются активному разрушению вследствие воздействия низкокипящей среды и термической усталости материала, связанной с многократным захолаживанием гидравлической части расходомера.
И, наконец, в тех случаях, когда расход продукта допускается контролировать лишь периодически, постоянно установленные сужающие устройства приводят к неоправданно большим потерям напора.
В патентуемом изобретении сужение потока осуществлено принципиально иным путем и оно лишено указанных недостатков известного способа.
От известного способа измерения расхода жидкого гелия, предусматривающего местное сужение потока в трубопроводе и измерение зависящего от расхода перепада давления на местном сужении, патентуемый способ отличается тем, что местное сужение потока создают с помощью неоднородного магнитного поля соленоида, охватывающего трубопровод, образованием удерживаемой на внутренней поверхности трубопровода кольцевой газовой каверны, причем отношение высоты к внутреннему диаметру соленоида принимают в пределах 0,1 0,5.
Способ поясняется чертежом.
Расходомер, реализующий способ, содержит участок трубопровода 1, выполненный из немагнитного и неэлектропроводного материала, и датчик 2 перепада давления, подсоединенный импульсными линиями к участку трубопровода по обе стороны от соленоида 3, охватывающего участок трубопровода 1. В качестве соленоида 3 может быть использован сверхпроводящий электромагнит, позволяющий получить магнитное поле с индукцией В2, равной 15 Тл (Уилсон М. Сверхпроводящие магниты. М. Мир, 1985, 405 с. с. 10, 14). Для охлаждения электромагнита может быть использована измеряемая среда жидкий гелий. Отношение высоты к внутреннему диаметру соленоида 3 находится в пределах 0,1 - 0,5, что обеспечивает создание в области трубопровода 1, охваченной соленоидом 3 и имеющей одинаковое с ним отношение длины к внутреннему диаметру трубопровода 1, неоднородного магнитного поля, при котором радиальная составляющая индукции магнитного поля на внутренней поверхности участка трубопровода 1 в плоскостях торцов соленоида 3 имеет максимальное значение.
При этом под действием пондеромоторной силы взаимодействия неоднородного магнитного поля и измеряемой среды жидкого гелия происходит его отжатие от внутренней поверхности участка трубопровода 1, охваченного соленоидом 3, и образуется местное сужение потока, являющееся кольцевой газовой каверной 4, имеющей указанное отношение ее длины к внутреннему диаметру трубопровода 1, соблюдение которого необходимо для снижения необратимых потерь давления на полученном местном сужении потока.
Измерение расхода жидкого гелия по данному способу осуществляется следующим образом.
При движении потока жидкого гелия по трубопроводу 1 на немагнитном его участке, охваченном снаружи соленоидом 3, происходит деформация профиля потока вследствие взаимодействия диамагнитной среды (жидкого гелия) с неоднородным магнитным полем, созданным соленоидом 3. При этом пондеромоторная сила взаимодействия магнитного поля и диамагнитной среды стремится удалить последнюю из области, где магнитная индукция имеет максимальное значение, т.е. из области, прилегающей к внутренней поверхности немагнитного участка трубопровода 1 внутри соленоида 3. Вследствие отжатия жидкого гелия от внутренней поверхности немагнитного и неэлектропроводного участка трубопровода 1 образуется устойчивая кольцевая каверна 4, заполненная парами жидкого гелия, магнитная восприимчивость которых на три порядка меньше, чем у жидкого гелия. Образование устойчивой кольцевой газовой каверны 4 в пристеночной области трубопровода 1 вызывает местное сужение потока жидкого гелия. Возникающий на нем перепад давления, как меру расхода, измеряют датчиком 2.
В случае периодического контроля расхода жидкого гелия напряжение на соленоид 3 может подаваться только на время проведения измерений, что позволяет снизить потери напора жидкого гелия в предложенном способе измерения расхода.
Оценка количественных соотношений, характеризующих параметры магнитогидродинамического процесса, происходящего в предложенном способе измерения расхода, может быть произведена с помощью магнитного числа Эйлера Еим, имеющего вид
где перепад давления,
удерживаемый объемной магнитной силой, действующей со стороны неоднородного магнитного поля соленоида 3 на диамагнитную жидкость, μ2 - относительная магнитная проницаемость диамагнитной жидкости (для жидкого гелия μ2= 0,99999652 ), B2 максимальное значение радиальной составляющей индукции магнитного поля внутри соленоида, 4π•10-7 Гн/м магнитная постоянная, P∂ = ρV /2 динамической напор потока жидкости, ρ плотность жидкости (для жидкого гелия ρ = 145 кг/м3, ), V0 максимальная скорость движения жидкости.
где перепад давления,
удерживаемый объемной магнитной силой, действующей со стороны неоднородного магнитного поля соленоида 3 на диамагнитную жидкость, μ2 - относительная магнитная проницаемость диамагнитной жидкости (для жидкого гелия μ2= 0,99999652 ), B2 максимальное значение радиальной составляющей индукции магнитного поля внутри соленоида, 4π•10-7 Гн/м магнитная постоянная, P∂ = ρV
В случае измерения расхода жидкого гелия со скоростью потока V0, равной 1,5 м/с, и использовании соленоида с магнитной индукцией B2 7,5 Тл
Таким образом при данных условиях магнитная энергия соленоида сравнима с кинетической энергией потока, что подтверждает возможность практического использования предложенного способа измерения расхода.
Таким образом при данных условиях магнитная энергия соленоида сравнима с кинетической энергией потока, что подтверждает возможность практического использования предложенного способа измерения расхода.
Claims (1)
- Способ измерения расхода жидкого гелия, включающий измерение перепада давления на местном сужении потока в трубопроводе, отличающийся тем, что местное сужение потока создают путем формирования кольцевой газовой каверны, примыкающей к внутренней стенке трубопровода, посредством неоднородного магнитного поля соленоида, охватывающего трубопровод, отношение высоты которого к его внутреннему диаметру находится в пределах 0,1 0,5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009237A RU2065576C1 (ru) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Способ измерения расхода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92009237A RU2065576C1 (ru) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Способ измерения расхода |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92009237A RU92009237A (ru) | 1995-01-27 |
RU2065576C1 true RU2065576C1 (ru) | 1996-08-20 |
Family
ID=20132903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92009237A RU2065576C1 (ru) | 1992-12-11 | 1992-12-11 | Способ измерения расхода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065576C1 (ru) |
-
1992
- 1992-12-11 RU RU92009237A patent/RU2065576C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Машино- строение, 1989, с. 10 - 13. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Nonintrusive distributed flow rate sensing system based on flow-induced vibrations detection | |
Bertani et al. | State-of-Art and selection of techniques in multiphase flow measurement | |
Campagna et al. | Fluid flow measurements by means of vibration monitoring | |
Aya et al. | Boundaries between regimes of pressure oscillation induced by steam condensation in pressure suppression containment | |
US4110680A (en) | Method and apparatus for measuring the quantity of a fluid flowing through a pipe by means of nuclear magnetic spin resonance | |
Li et al. | A non-invasive measurement method of pipeline flow rate based on dual FBG sensors | |
US3443432A (en) | Flowmeter | |
Guo et al. | Temperature fluctuation on pipe wall induced by gas–liquid flow and its application in flow pattern identification | |
RU2065576C1 (ru) | Способ измерения расхода | |
Winter et al. | Optical fiber transducer for monitoring single-phase and two-phase flows in pipes | |
Yan et al. | Quantitative identification and localization for pipeline microleakage by fiber distributed acoustic sensor | |
Ofuchi et al. | Void fraction measurement in a gas-liquid swirling flow using an ultrasonic sensor | |
Weaver et al. | Flow-induced vibrations in bellows | |
Brito et al. | Experimental study of the transient flow in a coiled pipe using PIV | |
Sun | Design and performance of the converging-diverging vortex flowmeter | |
RU2053484C1 (ru) | Способ измерения расхода жидкого кислорода | |
Kumar et al. | Laminar length of a non-Newtonian fluid jet | |
Chen et al. | Pulsed RFEC probe response | |
CN105136273A (zh) | 基于反馈和光纤传感的管路振动自动监测及控制装置 | |
Ramaprian et al. | Transitional periodic boundary layer study | |
US3453868A (en) | Specific gravity measuring system for interface detection | |
Moujaes | Testing of a spherical dual‐tipped optical fiber probe for local measurements of void fraction and gas velocity in two‐phase flows | |
Vardy et al. | Capsular flow in pipelines | |
Gao et al. | Pressure drop fluctuations in periodically fluctuating pipe flow | |
Cascetta | Application of a portable clamp-on ultrasonic flowmeter in the water industry |