RU2690050C1 - Method of determining ratio of averaged phase velocities and ratio of dynamic rarefaction at the controlled point of the cross-section of the flow of wet steam to averaged value of this parameter over the flow cross-section at known values of mass flow rate and degree of dryness - Google Patents
Method of determining ratio of averaged phase velocities and ratio of dynamic rarefaction at the controlled point of the cross-section of the flow of wet steam to averaged value of this parameter over the flow cross-section at known values of mass flow rate and degree of dryness Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690050C1 RU2690050C1 RU2018107338A RU2018107338A RU2690050C1 RU 2690050 C1 RU2690050 C1 RU 2690050C1 RU 2018107338 A RU2018107338 A RU 2018107338A RU 2018107338 A RU2018107338 A RU 2018107338A RU 2690050 C1 RU2690050 C1 RU 2690050C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- cross
- ratio
- flow
- dynamic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
- G01N25/58—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by measuring changes of properties of the material due to heat, cold or expansion
- G01N25/60—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by measuring changes of properties of the material due to heat, cold or expansion for determining the wetness of steam
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/001—Full-field flow measurement, e.g. determining flow velocity and direction in a whole region at the same time, flow visualisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения отношения усредненных скоростей фаз, и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости, например, в паропроводе от парогенератора.The invention relates to technical physics, in particular to the field of determining the ratio of averaged phase velocities, and the dynamic rarefaction ratio at a controlled point in the cross section of a wet steam flow to the average value of this parameter over the flow cross section at known values of mass flow and degree of dryness, for example, in a steam line from steam generator.
Уровень техникиThe level of technology
Известна зависимость отношения скоростей фаз (S) в потоке влажного пара в функции от доли поперечного сечения занимаемого паровой фазой и параметра скольжения фаз:The dependence of the phase velocity ratio (S) in a stream of wet steam as a function of the fraction of the cross-section occupied by the vapor phase and the phase slip parameter is known:
где: - параметр отношения скорости сплошной паровой фазы (ω'') к скорости дисперсной жидкой фазы (ω');Where: - parameter of the ratio of the velocity of the continuous vapor phase (ω ") to the velocity of the dispersed liquid phase (ω ');
α - доля поперечного сечения потока занимаемая паровой фазой;α is the fraction of the cross section of the stream occupied by the vapor phase;
C - параметр скольжения фаз. В работе [Л. Тонг «Теплопередача при кипении и двухфазное течение», М.: Мир, 1969, -344 стр.] представлена эмпирическая формула, используемая для определения параметра скольжения фаз:C is the phase slip parameter. In [L. Tong "Heat transfer during boiling and two-phase flow", M .: Mir, 1969, -344 p.] Presents an empirical formula used to determine the phase slip parameter:
где: - коэффициенты эмпирической зависимости параметра скольжения фаз (параметра Бенкова) от статического давления в паропроводе;Where: - coefficients of the empirical dependence of the phase slip parameter (Benkov parameter) on the static pressure in the steam line;
- статическое давление. - static pressure.
Прототипом изобретения является «Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара...» по патенту на изобретение №2551386 RU, включающий:The prototype of the invention is the “Method for determining the true volumetric steam content and speeds of the phases of a wet steam flow ...” according to the patent for invention No. 2551386 RU, including:
измерение статического давления и динамического разрежения в точке поперечного сечения потока влажного пара с известными значениями массового расхода и степени сухости в двух режимах его течения при выполнении ограничивающих условий по статическому давлению и массовому расходу;measurement of static pressure and dynamic rarefaction at the cross-sectional point of the flow of wet steam with known values of mass flow rate and degree of dryness in two modes of its flow when limiting conditions for static pressure and mass flow are met;
вычисление определяемых параметров по всем измеряемым и известным величинам.calculation of the determined parameters for all measured and known values.
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: «измерение статического давления, и динамического разрежения в точке поперечного сечения контролируемого потока».The following features of the prototype coincide with the essential features of the invention: “the measurement of static pressure and dynamic vacuum at the cross-sectional point of the controlled flow”.
Однако прототип обладает недостатками:However, the prototype has drawbacks:
А. Для осуществления известного способа необходимы измерения в двух режимах течения контролируемого потока. Выбираемые режимы, при одинаковом статическом давлении, должны отличаться по массовому расходу. Это существенно усложняет возможность осуществления известного способа.A. For the implementation of the known method requires measurements in two flow regimes of the controlled flow. Selectable modes, with the same static pressure, should differ in mass flow. This greatly complicates the possibility of implementing a known method.
Сущность изобретенияSummary of Invention
Задача, на решение которой направлено изобретение, является: способ определения отношения усредненных скоростей фаз, и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по сечению потока с известными значениями его массового расхода и степени сухости. При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат:The problem to which the invention is directed is: a method for determining the ratio of averaged phase velocities, and the dynamic rarefaction ratio at a controlled point in the cross section of a stream of wet steam to the averaged value of this parameter over the section of a stream with known values of its mass flow rate and degree of dryness. When carrying out the invention can be obtained the following technical result:
А. Осуществление способа по измеряемым параметрам одного момента времени, в котором известны значения массового расхода и степени сухости контролируемого потока.A. Implementation of the method according to the measured parameters of one point in time, in which the values of mass flow and the degree of dryness of the controlled flow are known.
Указанный результат достигается тем, что, способ определения отношения усредненных скоростей фаз, и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по контролируемому сечению потока с известными значениями его массового расхода и степени сухости, включающий:This result is achieved by the fact that the method of determining the ratio of the average phase velocities and the dynamic rarefaction ratio at the controlled point of the cross section of the flow of wet steam to the average value of this parameter over the controlled section of the flow with known values of its mass flow rate and degree of dryness includes:
измерение статического давления, и динамического разрежения в точке поперечного сечения контролируемого потока;measurement of static pressure and dynamic vacuum at the cross-sectional point of the controlled flow;
включает:includes:
измерение динамического напора в непосредственной близости от точки измерения динамического разрежения или, в точке с ней совпадающей;measurement of dynamic pressure in the immediate vicinity of the point of measurement of dynamic rarefaction or, at the point with it coinciding;
вычисление отношения усредненных скоростей фаз и отношения динамического разрежения в точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по сечению потока.calculation of the ratio of the averaged phase velocities and the ratio of the dynamic rarefaction at the cross-section point of the wet steam flow to the average value of this parameter over the flow cross-section.
Таким образом, задача изобретения решена.Thus, the problem of the invention is solved.
Перечень фигур чертежейList of drawings
Рис. 1. Схема устройства для осуществления способа определения отношения усредненных скоростей фаз, и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по сечению потока с известными значениями его массового расхода и степени сухости.Fig. 1. Diagram of the device for implementing the method of determining the ratio of the average phase velocities and the dynamic rarefaction ratio at a controlled point in the cross section of a stream of wet steam to the average value of this parameter over the section of a stream with known values of its mass flow rate and degree of dryness.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Изобретение осуществляется с использованием устройства для определения параметров потока влажного пара, например, по патенту на изобретение №2521237, установленного в паропровод парогенератора.The invention is carried out using a device for determining the parameters of a wet steam flow, for example, in accordance with the patent for invention No. 2521237 installed in the steam generator steam line.
Расчетная модель определения параметров пара, реализуемая этим устройством:The calculation model for determining the parameters of steam, implemented by this device:
где: - динамическое разрежение, перепад давления между приемником статического давления и приемником давления открытым в сторону движения потока в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара;Where: - dynamic vacuum, pressure drop between the static pressure receiver and the pressure receiver open in the direction of flow at a controlled point in the cross section of a stream of wet steam;
- динамический напор, перепад давления между приемником давления открытым навстречу потоку и приемником статического давления в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара. - dynamic head, pressure drop between the pressure receiver open towards the flow and the static pressure receiver at a controlled point in the cross section of the flow of wet steam.
- коэффициент сигнала измерителя динамического разрежения; - signal ratio of the dynamic rarefaction meter;
- коэффициент сигнала измерителя динамического напора; - signal ratio meter dynamic head;
ω'' - скорость паровой фазы, усредненная по сечению потока;ω "is the vapor phase velocity averaged over the flow cross section;
ω' - скорость дисперсной жидкой фазы, усредненная по сечению потока;ω 'is the velocity of the dispersed liquid phase, averaged over the flow cross section;
р'' - плотность паровой фазы, функция статического давления p "- the density of the vapor phase, the function of static pressure
р' - плотность жидкой фазы, функция статического давления p '- the density of the liquid phase, the function of static pressure
α - доля сечения паропровода занимаемая паровой фазой.α is the fraction of the steam line section occupied by the vapor phase.
В используемом устройстве для осуществления предлагаемого способа все приемники давления размещены в непосредственной близости один от другого - практически в одной «точке» поперечного сечения паропровода. Это обстоятельство позволяет решать задачу изобретения с использованием варианта расчетной модели, в которой На этом основании уравнения расчетной математической модели (1б), (2б) могут быть представлены в следующей форме:In the device used for the implementation of the proposed method, all pressure receivers are located in close proximity to one another - practically at one “point” of the cross-section of the steam line. This circumstance allows us to solve the problem of the invention using a version of the calculation model, in which On this basis, the equations of the computational mathematical model (1b), (2b) can be represented in the following form:
где: k - отношение динамического разрежения в точке поперечного сечения потока влажного пара к усредненному значению этого параметра по контролируемому сечению потока where: k - the ratio of the dynamic rarefaction at the cross-sectional point of the flow of wet steam to the average value of this parameter over the controlled cross-section of the flow
S - отношение усредненных в сечении потока скоростей фаз S is the ratio of phase velocities averaged in the flow section
Уравнения (1), (2) содержат четыре неизвестные величины: α, ω'', S, k. Из которых α, ω'' являются прямые функции измеряемых параметров статического давления динамического разрежения и динамического напора Equations (1), (2) contain four unknown values: α, ω ", S, k. Of which α, ω "are the direct functions of the measured parameters of static pressure dynamic dilution and dynamic head
Параметры S и k являются отношением зависимых функций. Актуальность вычисления этих величин обуславливается необходимостью повышения точности определения текущих значений массового расхода, степени сухости и энтальпии пара в паропроводе парогенератора по измеряемым величинам статического давления динамического разрежения и динамического напора на интервалах времени когда и недоступны для определения.The parameters S and k are the ratio of dependent functions. The relevance of calculating these values is due to the need to improve the accuracy of determining the current values of the mass flow rate, degree of dryness and enthalpy of steam in the steam generator steam line using measured values of static pressure. dynamic dilution and dynamic head at time intervals when and not available to determine.
В паропроводах парогенераторов, при пусковых и наладочных работах, при изменении режимов эксплуатации, определяют по «специальным теплотехническим методикам» опорные значения массового расхода и степени сухости In steam generators of steam generators, when starting and commissioning works, when changing operating modes, the reference values of mass flow are determined by "special heat engineering techniques" and degree of dryness
Известны так же и методы непрерывного определения степени сухости влажного пара в паропроводе парогенератора, например, способ по патенту на изобретение №2380694 RU. Время запаздывания определения степени сухости этим методом не более ~ 60 с. Also known are methods for continuously determining the degree of dryness of wet steam in the steam generator steam line, for example, the method according to the patent for invention No. 2380694 RU. The delay time for determining the degree of dryness by this method is no more than ~ 60 s.
Для моментов времени в которые известны значения система уравнений (1), (2) может быть дополнена уравнениями (3), (4):For times at which the values are known The system of equations (1), (2) can be supplemented by equations (3), (4):
В этой системе четырех уравнений [(1), (2), (3), (4)] In this system of four equations [(1), (2), (3), (4)]
- измеряемые величины; α, ω'', S, k - неизвестные величины. - measured values; α, ω ", S, k - unknown values.
Моменту измерения статического давления перепадов давления соответствуют опорные значения массового расхода и степени сухости: The moment of measurement of static pressure pressure drops correspond to the reference values of the mass flow rate and degree of dryness:
Деля (2) на (1), из исходной системы четырех уравнений, получаем систему уравнений (5), (3), (4) с тремя неизвестными параметрами: α, ω'', S:Dividing (2) into (1), from the initial system of four equations, we obtain the system of equations (5), (3), (4) with three unknown parameters: α, ω ", S:
Подстановка а из (4), преобразует полученную систему трех уравнений в систему двух уравнений (5), (3) с двумя неизвестными S и ω'':Substituting a from (4) transforms the resulting system of three equations into a system of two equations (5), (3) with two unknowns S and ω ":
Из системы (5), (3) определяют S и ω'':From system (5), (3) determine S and ω ":
S=6,300002; ω''=46,7522 м/с.S = 6.300002; ω "= 46.7522 m / s.
Полученное значение ω'' используют для определения параметра k из уравнения (1):The obtained value of ω "is used to determine the parameter k from equation (1):
В интервалах времени, когда отсутствует достоверная информация по текущим величинам опорного значения массового расхода и степени сухости могут быть использованы ранее определенные значения k и S. Это позволит вычислять текущие параметры массового расхода и степени сухости влажного пара устройствами реализующими известную расчетную модель для определения параметров влажного пара [уравнения (1), (2)].In the time intervals when there is no reliable information on the current values of the reference value of the mass flow rate and degree of dryness The previously determined values of k and S can be used. This will allow calculating the current parameters of the mass flow rate and degree of dryness of wet steam by devices implementing a known computational model for determining the parameters of wet steam [Eqs. (1), (2)].
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018107338A RU2690050C1 (en) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Method of determining ratio of averaged phase velocities and ratio of dynamic rarefaction at the controlled point of the cross-section of the flow of wet steam to averaged value of this parameter over the flow cross-section at known values of mass flow rate and degree of dryness |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018107338A RU2690050C1 (en) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Method of determining ratio of averaged phase velocities and ratio of dynamic rarefaction at the controlled point of the cross-section of the flow of wet steam to averaged value of this parameter over the flow cross-section at known values of mass flow rate and degree of dryness |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690050C1 true RU2690050C1 (en) | 2019-05-30 |
Family
ID=67037307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018107338A RU2690050C1 (en) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Method of determining ratio of averaged phase velocities and ratio of dynamic rarefaction at the controlled point of the cross-section of the flow of wet steam to averaged value of this parameter over the flow cross-section at known values of mass flow rate and degree of dryness |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690050C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717380C1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-03-23 | Александр Васильевич Коваленко | Device for determination of mass flow rate and degree of dryness of wet steam |
RU2775361C1 (en) * | 2021-09-10 | 2022-06-29 | Александр Васильевич Коваленко | Method for determining the mass flow rate and degree of dryness of wet steam in the steam line from the steam generator |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1046665A1 (en) * | 1980-10-02 | 1983-10-07 | Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть" | Moist vapor dryness degree determination method |
SU1288568A1 (en) * | 1985-01-29 | 1987-02-07 | Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти | Method of determining ratio of true volume steam content to volume flow steam content of wet steam flow |
US5182939A (en) * | 1991-04-01 | 1993-02-02 | Texaco Inc. | Method for determination of average downhole steam quality by measuring the slip ratio between the vapor and liquid phases of steam |
RU2444726C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-03-10 | Александр Васильевич Коваленко | Apparatus for controlling heat power, mass flow, enthalpy and dryness of stream of wet steam |
RU2488103C2 (en) * | 2011-05-27 | 2013-07-20 | Александр Васильевич Коваленко | Method of controlling detached vapour voidage and phase velocity of wet steam in steam pipe |
RU2551386C2 (en) * | 2013-08-27 | 2015-05-20 | Александр Васильевич Коваленко | Method of determination of actual volume steam content and velocities of wet steam flow in steam line downstream assembly for overheated steam and water mixing |
-
2018
- 2018-02-27 RU RU2018107338A patent/RU2690050C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1046665A1 (en) * | 1980-10-02 | 1983-10-07 | Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть" | Moist vapor dryness degree determination method |
SU1288568A1 (en) * | 1985-01-29 | 1987-02-07 | Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти | Method of determining ratio of true volume steam content to volume flow steam content of wet steam flow |
US5182939A (en) * | 1991-04-01 | 1993-02-02 | Texaco Inc. | Method for determination of average downhole steam quality by measuring the slip ratio between the vapor and liquid phases of steam |
RU2444726C1 (en) * | 2010-08-02 | 2012-03-10 | Александр Васильевич Коваленко | Apparatus for controlling heat power, mass flow, enthalpy and dryness of stream of wet steam |
RU2488103C2 (en) * | 2011-05-27 | 2013-07-20 | Александр Васильевич Коваленко | Method of controlling detached vapour voidage and phase velocity of wet steam in steam pipe |
RU2551386C2 (en) * | 2013-08-27 | 2015-05-20 | Александр Васильевич Коваленко | Method of determination of actual volume steam content and velocities of wet steam flow in steam line downstream assembly for overheated steam and water mixing |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2717380C1 (en) * | 2019-06-05 | 2020-03-23 | Александр Васильевич Коваленко | Device for determination of mass flow rate and degree of dryness of wet steam |
RU2775361C1 (en) * | 2021-09-10 | 2022-06-29 | Александр Васильевич Коваленко | Method for determining the mass flow rate and degree of dryness of wet steam in the steam line from the steam generator |
RU2778209C1 (en) * | 2021-10-18 | 2022-08-15 | Александр Васильевич Коваленко | Apparatus for determining the mass flow rate and the degree of dryness of wet vapour |
RU2809810C1 (en) * | 2023-04-04 | 2023-12-19 | Александр Васильевич Коваленко | Method for determining mass flow and sporadic determination of degree of dryness of wet steam flow in steam line from steam generator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7401530B2 (en) | Sonar based multiphase flowmeter | |
Zhai et al. | Cross-correlation velocity measurement of horizontal oil–water two-phase flow by using parallel–wire capacitance probe | |
US20070044572A1 (en) | Method and apparatus for measuring parameters of a fluid flow using an array of sensors | |
Zhai et al. | The ultrasonic measurement of high water volume fraction in dispersed oil-in-water flows | |
RU2013150525A (en) | NUCLEAR MAGNETIC FLOWMETER AND METHOD OF OPERATION OF NUCLEAR MAGNETIC FLOWMETERS | |
Wrasse et al. | Gas–liquid flow rate measurement using a twin-plane capacitive sensor and a venturi meter | |
CN105298889B (en) | Gas compressor surge detection method | |
CN103134834A (en) | Device and method for measuring dryness of wet steam | |
RU2690050C1 (en) | Method of determining ratio of averaged phase velocities and ratio of dynamic rarefaction at the controlled point of the cross-section of the flow of wet steam to averaged value of this parameter over the flow cross-section at known values of mass flow rate and degree of dryness | |
Rachalski | Absolute measurement of low gas flow by means of the spectral analysis of the thermal wave | |
CN109489742A (en) | Piping flow measuring device and method based on pressure signal | |
CN105181996B (en) | Two-phase flow velocity acoustic-electric bimodal measuring method | |
Liu et al. | Time-resolved heat transfer characteristics for periodically pulsating turbulent flows with time varying flow temperatures | |
CN110186521A (en) | Vortex street moisture based on Wavelet Ridge feature extraction crosses reading compensation and flow-measuring method | |
RU2551386C2 (en) | Method of determination of actual volume steam content and velocities of wet steam flow in steam line downstream assembly for overheated steam and water mixing | |
EP2985597A1 (en) | Steam wetness measurement device | |
CN106932606B (en) | Gas-liquid two-phase slug flow and plug-like stream flow velocity acoustic-electric bimodal measurement method | |
CN106199060B (en) | Dual-Phrase Distribution of Gas olid speed measurement method based on sliding average and capacitance sensor | |
RU2459198C1 (en) | Method for monitoring dryness, enthalpy, thermal and mass flux of wet steam | |
CN107024603A (en) | Gas-liquid two-phase bubbly flow flow velocity acoustic-electric bimodal measuring method | |
Rachalski et al. | Use of the thermal wave method for measuring the flow velocity of air and carbon dioxide mixture | |
Ofuchi et al. | Void fraction measurement in a gas-liquid swirling flow using an ultrasonic sensor | |
Nichols et al. | Remote sensing of environmental processes via low-cost 3D free-surface mapping | |
Nguyen et al. | Measurements of single-phase and two-phase flows in a vertical pipe using ultrasonic pulse Doppler method and ultrasonic time-domain cross-correlation method | |
Wrasse et al. | Two-phase flow rate measurement using a capacitive sensor and a Venturi meter |