RU2717380C1 - Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара - Google Patents

Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара Download PDF

Info

Publication number
RU2717380C1
RU2717380C1 RU2019117515A RU2019117515A RU2717380C1 RU 2717380 C1 RU2717380 C1 RU 2717380C1 RU 2019117515 A RU2019117515 A RU 2019117515A RU 2019117515 A RU2019117515 A RU 2019117515A RU 2717380 C1 RU2717380 C1 RU 2717380C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure tube
flow
pressure
static pressure
steam
Prior art date
Application number
RU2019117515A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Васильевич Коваленко
Original Assignee
Александр Васильевич Коваленко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Коваленко filed Critical Александр Васильевич Коваленко
Priority to RU2019117515A priority Critical patent/RU2717380C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2717380C1 publication Critical patent/RU2717380C1/ru

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
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/46—Pitot tubes
    • 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
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G01F1/88—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure with differential-pressure measurement to determine the volume flow
    • 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
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/26—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring pressure differences

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технической физике, а именно к области измерения технологических параметров, может быть использовано для определения массового расхода, степени сухости и других параметров влажного пара в паропроводах его источников и потребителей. Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара содержит: паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления и с трубкой давления в сторону движения потока; измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости; с целью повышения точности, вне цилиндра зонда содержит: подключенную к трубке давления со стороны движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления со стороны движения контролируемого потока; подключенную к трубке статического давления параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником статического давления в плоской донной ее части, параллельной оси паропровода; подключенную к трубке давления в сторону движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления в сторону движения контролируемого потока; пластину с окном, совмещенную с донной частью узкой плоской камеры трубки статического давления, установленную между узкой плоской камерой трубки давления со стороны движения потока и узкой плоской камерой трубки давления в сторону движения потока. Технический результат - обеспечение существенно меньшего возмущения контролируемого потока в зоне приемников давления, чем и обеспечивается повышения точности определения массового расхода и степени сухости. 1 ил.

Description

Изобретение относится к технической физике, а именно к области измерения технологических параметров, может быть использовано для определения массового расхода, степени сухости и других параметров влажного пара в паропроводах его источников и потребителей.
Аналогом изобретения является устройство для определения расхода пара в паропроводе [Патент РФ №2243508; «Устройство для измерения расхода пара в паропроводе»; опубликовано 27.12.2004 г.], содержащее:
паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой и приемником давления со стороны движения потока, с трубкой и приемником статического давления, и с трубкой и приемником давления в сторону движения потока;
измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости;
Прототипом изобретения является устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара [Патент на изобретение РФ №2521237; «Устройство для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного пара»; опубликовано 27.06.2014 г.], содержащее:
паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой и приемником давления со стороны движения потока, с трубкой и приемником статического давления, и с трубкой и приемником давления в сторону движения потока;
измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости.
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа:
«паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления, и с трубкой давления в сторону движения потока;
измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости»
Недостатком прототипа является, то что:
А. Приемник давления со стороны движения потока, приемник статического давления и приемник давления в сторону движения потока расположены в помещенном в паропровод цилиндре зонда. Характер обтекания цилиндра зонда потоком влажного пара определяет существенное локальное искажение течения потока пара, как в зоне приемника давления со стороны движения потока, так и в зоне приемника статического давления, и в зоне приемника давления в сторону движения потока. Что обуславливает соответствующую этим локальным искажениям погрешность определения массового расхода и степени сухости влажного пара.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено изобретение, является: устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара. При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат:
Приемник давления со стороны движения потока пара, приемник статического давления и, приемник давления в сторону движения потока помещены в «свои», подключенные к соответствующим трубкам давления, узкие плоские камеры вне цилиндрического тела зонда. Это обеспечивает существенно меньшее возмущение контролируемого потока в зоне приемников давления, чем и обеспечивается повышение точности определения массового расхода и степени сухости.
Указанный технический результат достигается тем, что, устройство, содержащее: паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления, и с трубкой давления в сторону движения потока;
измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости;
с целью повышения точности, вне цилиндра зонда содержит:
подключенную к трубке давления со стороны движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления со стороны движения контролируемого потока;
подключенную к трубке статического давления, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником статического давления в плоской донной ее части параллельной оси паропровода;
подключенную к трубке давления в сторону движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления в сторону движения контролируемого потока;
пластину с окном, совмещенную с донной частью узкой плоской камеры трубки статического давления, установленную между узкой плоской камерой трубки давления со стороны движения потока и узкой плоской камерой трубки давления в сторону движения потока.
Таким образом, задача изобретения решена.
Перечень фигур чертежей
Фиг. 1. Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1. показана схема осуществления предлагаемого устройства для определения массового расхода и степени сухости влажного пара.
Устройство содержит:
- паропровод 1; в паропроводе цилиндр зонда 2 с трубкой давления 3 со стороны движения потока, с трубкой статического давления 4, и с трубкой давления 5 в сторону движения потока;
- измеритель 14 перепада давления (динамический напор ΔРн) между трубкой давления 3 со стороны движения потока и трубкой статического давления 4;
- измеритель 15 статического давления (Рст) в трубке статического давления 4;
- измеритель 16 перепада давления (динамическое разрежение ΔPp)
между трубкой статического давления 4 и трубкой давления 5 в сторону движения потока;
- контроллер 17 для вычисления массового расхода (G) и степени сухости (х);
- подключенную к трубке давления 3 со стороны движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру 6 с окном - приемником давления 9 со стороны движения контролируемого потока;
- подключенную к трубке статического давления 4, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру 7 с окном - приемником статического давления 10 в плоской донной ее части параллельной оси паропровода;
- подключенную к трубке давления 5 в сторону движения потока, параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру 8 с окном - приемником давления 11 в сторону движения контролируемого потока;
- пластину 12 с окном, совмещенную с донной частью узкой плоской камеры 7 трубки статического давления, установленную между узкой плоской камерой 6 трубки давления 3 со стороны движения потока и узкой плоской камерой 8 трубки давления 5 в сторону движения потока.
По сигналу измерителя статического давления, например Рст = 64 кгс/см2, и таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара определяют: - плотность паровой фазы ρ''=32,37293623 кг/м; - плотность жидкой фазы ρ' = 753,295669 кг/м. [М.П. Вукалович. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Машгиз, 1955. - 91 с.]
Измеряют перепад давления между трубкой давления 3 со стороны движения потока и трубкой статического давления 4 (динамический напор ΔРн), например: ΔРн = 31847,01 кгс/м2.
Измеряют перепад давления между трубкой статического давления 4 и трубкой давления в сторону движения потока 5 (динамическое разрежение ΔРр), например: ΔРр = 32152,99 кгс/м2.
Математическая модель связи измеряемых величин контролируемого потока влажного пара с его физическими параметрами:
Figure 00000001
где: Ан - функция связи динамического напора с параметрами контролируемого потока влажного пара;
α - доля сечения паропровода занятая паровой фазой;
ω'' - скорость паровой фазы;
ω' - скорость дисперсной жидкой фазы;
kн - коэффициент сигнала динамического напора;
kр - коэффициент сигнала динамического разрежения;
S - параметр отношения скоростей фаз.
В представленном примере коэффициенты kн = kр = 0,9515 и, S=6,3 получены из внешнего источника.
Из уравнений (1) и (2) определяют значение функции связи Ан:
Figure 00000002
Из уравнения (2) скорость паровой фазы контролируемого потока:
Figure 00000003
скорость жидкой фазы:
Figure 00000004
Из уравнения (4) значение истинного объемного паросодержания:
Figure 00000005
Массовый расход (G):
Figure 00000006
где: F - площадь поперечного сечения паропровода (F = 0,2642 м2).
Степень сухости (%) потока влажного пара:
Figure 00000007

Claims (8)

  1. Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара, содержащее:
  2. паропровод; в паропроводе цилиндр зонда с трубкой давления со стороны движения потока, с трубкой статического давления и с трубкой давления в сторону движения потока;
  3. измеритель перепада давления между трубкой давления со стороны движения потока и трубкой статического давления; измеритель статического давления в трубке статического давления; измеритель перепада давления между трубкой статического давления и трубкой давления в сторону движения потока; контроллер для вычисления массового расхода и степени сухости;
  4. с целью повышения точности, вне цилиндра зонда содержит:
  5. подключенную к трубке давления со стороны движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления со стороны движения контролируемого потока;
  6. подключенную к трубке статического давления параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником статического давления в плоской донной ее части, параллельной оси паропровода;
  7. подключенную к трубке давления в сторону движения потока параллельную оси паропровода узкую плоскую камеру с приемником давления в сторону движения контролируемого потока;
  8. пластину с окном, совмещенную с донной частью узкой плоской камеры трубки статического давления, установленную между узкой плоской камерой трубки давления со стороны движения потока и узкой плоской камерой трубки давления в сторону движения потока.
RU2019117515A 2019-06-05 2019-06-05 Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара RU2717380C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019117515A RU2717380C1 (ru) 2019-06-05 2019-06-05 Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019117515A RU2717380C1 (ru) 2019-06-05 2019-06-05 Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717380C1 true RU2717380C1 (ru) 2020-03-23

Family

ID=69943276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019117515A RU2717380C1 (ru) 2019-06-05 2019-06-05 Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717380C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775361C1 (ru) * 2021-09-10 2022-06-29 Александр Васильевич Коваленко Способ определения массового расхода и степени сухости влажного пара в паропроводе от парогенератора

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000631A2 (fr) * 1985-07-25 1987-01-29 Ecole Nationale Superieure Des Industries Agricole Procedes et leurs dispositifs de mise en oeuvre, pour la mesure du taux d'incondensables dans un melange gazeux
US5470749A (en) * 1993-08-27 1995-11-28 Mobil Oil Corporation Method for determining steam quality using a foaming surfactant
RU2380694C1 (ru) * 2008-05-15 2010-01-27 Александр Васильевич Коваленко Способ контроля степени сухости влажного пара
RU2521237C2 (ru) * 2012-07-17 2014-06-27 Александр Васильевич Коваленко Устройство для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного пара
RU2690050C1 (ru) * 2018-02-27 2019-05-30 Александр Васильевич Коваленко Способ определения отношения усреднённых скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усреднённому значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000631A2 (fr) * 1985-07-25 1987-01-29 Ecole Nationale Superieure Des Industries Agricole Procedes et leurs dispositifs de mise en oeuvre, pour la mesure du taux d'incondensables dans un melange gazeux
US5470749A (en) * 1993-08-27 1995-11-28 Mobil Oil Corporation Method for determining steam quality using a foaming surfactant
RU2380694C1 (ru) * 2008-05-15 2010-01-27 Александр Васильевич Коваленко Способ контроля степени сухости влажного пара
RU2521237C2 (ru) * 2012-07-17 2014-06-27 Александр Васильевич Коваленко Устройство для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного пара
RU2690050C1 (ru) * 2018-02-27 2019-05-30 Александр Васильевич Коваленко Способ определения отношения усреднённых скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усреднённому значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775361C1 (ru) * 2021-09-10 2022-06-29 Александр Васильевич Коваленко Способ определения массового расхода и степени сухости влажного пара в паропроводе от парогенератора
RU2778209C1 (ru) * 2021-10-18 2022-08-15 Александр Васильевич Коваленко Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101438135B (zh) 单相和多相流体测量
CA2683385C (en) Wet gas measurement
EP0077285A3 (en) Long wavelength acoustic flowmeter
CA2683387A1 (en) Wet gas measurement
CN102252722B (zh) 三差压气液两相流流量计量装置
NO853024L (no) Stroemningsmaaler.
CN104458107B (zh) 一种简易的差压装置的检测方法
RU2717380C1 (ru) Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара
CN109324208A (zh) 一种基于超声波声速法的汽液两相流密度、质量流量及相含率一体化分析仪
US2768529A (en) Means for determining specific gravity of fluids and slurries in motion
RU2778209C1 (ru) Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара
US20210072060A1 (en) Real-time measurement of two-phase mass flow rate and enthalpy using pressure differential devices
US2838927A (en) Gas density measuring device
Hong et al. Measurement uncertainties for vacuum standards at Korea Research Institute of Standards and Science
CN202171480U (zh) 三差压气液两相流流量计量装置
RU2839678C1 (ru) Устройство для определения массового расхода и степени сухости влажного пара
CN114547892B (zh) 基于液膜流动参数建模的涡街湿气分相流量测量方法
Shields et al. Sound Velocity and Absorption in Low‐Pressure Gases Confined to Tubes of Circular Cross Section
US1314249A (en) Calobimetric method of and apparatus for measuring- steam-flow
RU2743511C1 (ru) Поточный способ для измерения вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей с помощью щелевого сужающего устройства
RU2521237C2 (ru) Устройство для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного пара
Tomaszewska-Wach et al. Correction of wet gas flow measurements applying standard orifice
CN112964323A (zh) 一种饱和湿蒸汽质量流量及干度测量装置以及测量方法
RU2564451C1 (ru) Устройство для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного, насыщенного и перегретого пара
JP3381122B2 (ja) 蒸気乾き度測定装置