SU1030655A1 - Method of measuring parameters of flow of fluid flowing into stationary medium - Google Patents

Method of measuring parameters of flow of fluid flowing into stationary medium Download PDF

Info

Publication number
SU1030655A1
SU1030655A1 SU813373856A SU3373856A SU1030655A1 SU 1030655 A1 SU1030655 A1 SU 1030655A1 SU 813373856 A SU813373856 A SU 813373856A SU 3373856 A SU3373856 A SU 3373856A SU 1030655 A1 SU1030655 A1 SU 1030655A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
flow
pressure
channel
jet
section
Prior art date
Application number
SU813373856A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Смирнов
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6521
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 Предприятие П/Я Р-6521 filed Critical Предприятие П/Я Р-6521
Priority to SU813373856A priority Critical patent/SU1030655A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1030655A1 publication Critical patent/SU1030655A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРО ПОТОКА СРЕДЫ, ИСТЕКАЮ1ЦЕЙ В НЕПОДВИЖ rfTv T- -НУЮ СРЕДУ, заключающийс  в измерении перепада давлений при отклонении вводимой в поток вспомогательной струи с известными расходами и плотностью, отличающийс  тем, что, с целью повьгшени  точности измерени  параметров потока при неравномерном . распределении скоростей и плотностей по его сечению путем исключени  вли ни  интенсивности смешени  и отношени  плотностей сред вспомогательной струи и потока, вспомогательную струю подают радиально через кольцевую щель на срезе канала и измер ют перепад между давлением на стенке канала в сечении, отсто щем от -щели вверх по потоку на рассто нии радиуса канала, и давлением в неподвижной среде. Неподвижна  cpefa (.A METHOD FOR MEASURING A PARAMETRO FLOW OF THE ENVIRONMENT EXPIRE IN OUTSTANDING rfTv T- - THE ENVIRONMENT, which consists in measuring the pressure differential when the deviation of an auxiliary jet flow pattern introduced into the flow deviates with known flow rates and density, which is characterized in that, in order to determine the accuracy of the flow measurement, the flow pattern of the jet stream will be measured with a flow pattern with a known flow rate and a density that is characterized in that, in order to determine the accuracy of the flow measurement, the flow pattern of the jet stream will be measured with a flow pattern of a flush-hole flow pattern with a flow rate parameter. the distribution of velocities and densities over its cross section by eliminating the influence of the mixing intensity and the ratio of the densities of the auxiliary jet media and the flow, the auxiliary jet is fed radially through the annular gap on the cut of the channel and the differential between the pressure on the channel wall in the cross section is measured along the flow at the distance of the channel radius and pressure in a stationary medium. Fixed cpefa (.

Description

Изобретение относитс  к .технике измерений, а именно к способам изме рени  параметров подтока жидкости ил газа, в том числе дл  высокотемпературных сред либо сред, содержащих твердые или жидкие мелкодисперсные частицы, при выходе потока в окружающую неподвижную среду (атмосферу Параметры такого потока: расход,. скорость, плотность, температуре, состав, с одной стороны, определ ют качество работы технического устрой ства (г.енератора) , в котором создаётс  поток, с другой стороны, эти п )аметры  вл ютс  рабочими характери тиками процессов, в которых использ етс  поток; последнее имеет место в технологических устройствах, науч но-исследовательских установках, пр испытани х- образцов материалов или моделей в услови х обтекани  потоко и т.д. Все это определ ет необходимость измерени  указанных парамет ров. При неравномерности скорости,, температуры, состава и . по сечению потока необходимо измер ть их профили. По этим профил м часто за;Тем устанавливают усредненные характеристики потока. Известен способ, согласно которо в обычных услови х (неагрессивные и однофазные среды при невысоких температурах ) измерени  распределб:к ных по сечению параметров выполн ютс , как правило, с помощью зондов (трубки Пито, датчики термоанонеметра , термопары,пробоотбор- ; НИКИ состава и т.д.), зводимьк внутрь канала fl. Однако при высокой температуре потока либо при содержании в нем агрессивных веществ введение зондов в поток, как правило, затруднительно , а измерение параметров потока вьтолн етс  беско тактньь1И способами . Известны также способы,, основанные , на использовании эффектов взаимо действи  потока с вспомогательныгли стру ми газа или жидкости 21. Наиболее близким к предлс1гаемому по технической сущности  вл етс  способ измерени  расхода, согласно которому расход потока среды опре.дел ют на основании измерени  перепада давлений при отклонении в с помог ал: ель ной струи с известньфди плотностью и расходом, вводимой через отверстие в стенке канала в контролируемый поток под углом к его направлению З Недостатками известного способа  вл ютс  неприменимость его дл  измерени  параметров потока с неравномерными профил ми скорости и плотности , а также привод ща  к погрешност м зависимость измер емого перепада давлени  не только от динамического напора, но и от интенсивности смешени  в зоне обратных токов за струей. Измер емый перепад давлени  UP, характеризу  динамический напор потока ЭТОГОсло , не определ ет характеристики центральной части потока . Если скорость и плотность распределены по сечению канала неравномерно и также неравномерно распределен динамический напор, то, примен   данный способ измерени , принципиально можно получить лишь некоторое Эффективное значение динамического напора при-стенного. сло , однако размер этого рло  и характер распределени  по нему динамического напора при этом- остаютса неизвестными . В св зи с этим применение такого способа изме,рений становитс  нецелесообразным. Причина второго недостатка состоит в том, что силовое воздействие потока на струю зависит не только от его динамического напора Н,, определ ющего повышение давлени  в области.натекани  по.тока на струю, но и от давлени  за струей, существующего , в зоне обратных токов. Последн .ее определ етс  характером течени  в этой зоне и турбулентным смешением потока и струи. Интенсивность смеш€;ни  зависит от разницы скоростей и отношени  плотностей смешивающихс  потоков. Поэтому локальное искривление струи в окрестности ее выхода в поток и св занное с этим изменение давлени  будут определ тьс  не только динамическим напором потока вблизи стенки канала, но и отношением плотностей струи и потока в пристенной области (разность скоростей при этом  вл етс  производной от разности динамических напоров струй и потока и от отношени  их плотностей). Неучет этого факта приводит к погрешности в определении величины динамического напора. Дл  потока с посто нной плотностью по сечению указанна  погрешность принципиально устранима. Необходимо,5 во-первых, при модельных испытани х ввести поправку в тарировочную характеристику на изменение в ожидаемом диапазоне отношени  плотностей -f во-вторых, дл  установлени  вем личины этого отношени  при основных измерени х необходимо провести дополнительное независимое измерение плотности „ В случае переменной плотности р по сечению потока погрешность, обусловленна  интенсивностью смешени  потоков, выражающа с  в зависимости др от отношени  плотностей --, из-за неопределенности последней величины по пристенному слою не устран етс . Цель изобретени  - повьшение точ ности измерени  параметров потока п неравномерном распределении скоростей плотностей по его сечению путем исключени  вли ни  интенсивности см шени  и отношени  плотностей сред вспомогательной струи и потока на получаемый результат измерений. Цель достигаетс  тем, что-в спомогательную струю подают радиально через кольцевую щель на |срезе канала , при этом измер ют перепад между давлением на стенке канала в сечении, отсто щем от щели вверх по потоку на рассто нии радиуса канала, и атмосферным давлением. На чертеже представлена схема, по сн юща  способ измерени . На- срезе канала 1, из которого истекает контролируемый поток, располагаетс  кольцева  щель 2, через которую радиально подают или жидкость с известной плотностью (газ - с известной температурой) дл  формировани  вспомогат.ельной струи. Измер ют расход струи помощью расходомера 3. С помощью да чика 4 измер ют перепад давлени  др между отверстием 5 н& стенке канала располагаемым на рассто нии радиуса канала от щели вверх по потоку, и атмосферо.й. Результирующим измер емым параметром контролируемого потока  вл етс  его суммарный импульс , который определ ют расчетным путем на основе измеренных величин йр, G, и известной плотности струи 0 с привлечением тарировоч ,ной характеристики взаимодействи . .Тарировочную характеристику полу чают заранее при проведении модель ных испытаний цааного измерительног устройства, при этом в качестве потока П используют поток с известныг расходами, .плотностью и профилем . скорости при нормальной температуре (воздух или вода). Подача струи чере.з кольцевую щел определ ет ее воздействие на поток в целом, что выражаетс  в поджат.ии и ускорении всего потока под дейст вием радиального импульса струи. В св зи с этим давление потока вдоль участка ускорени  падает. Стру , и пытыва  противодействие потока, от клон етс  и измен ет направление о радиального до осевого. К некоторо сечению К-К деформаци  обоих поток вызванна  радиальными изменени ми давлени , заканчиваетс , и далее п токи движутс  в осевом направлении смешива сь друг с другом и с внешней средой. Свободна  эжекци  этой среды из неорганического пространства в зон смешени  не измен ет осевого количества движени  указаннЕЛх потоков независимо от соотношени  их скоостей , а также от отношений плотностей потоков и окружающей среды. Между сечением начала деформации отока Н-Н и атмосферой по вл етс  ерепад давлени  др,  вл ющийс  следствием и мерой ускорени  потока под сжимающим действием струи, т.е. мерой изменени  его осевого количества движени  - импульса. Перепад давлени  Др также не зависит от интенсивности смешени  потоков в услови х свободной эжекции среды из неподвижного простра.нства. Этот факт подтвержден проведенными экспериментами , при этом установлено, что сечение начала деформации Н-Н отстоит от щели вверх по потоку на рассто нии, примерно равном радиусу канала именно в этом сечении и следует измер ть избыточное над атмосферным давление Лр. Массовый расход струи G,j и ее плотность f,j определ ют радиальный импульс струи I, %Ра где РЛ площадь поперечного сечени  щели на выходе в канал. Величина pj дл  газа при этом рассчитываетс  по температуре струи и при атмосферном давлении. По величинам импульса струи 1 и измеренного перепада давлени  др может быть, как уже указывалось, найден импульс потока I в сечении Н-Н F гр, u;dF, где F площадь поперечного сечени  канала 1. Из Выражени  дл  импульса видно, что он характеризует суммарный динамический напор измер емого потока в целом независимо от закона распредеft и-и лени  2 ° сечению в отличие от известного способа, где измер етс  лишь локальное значение динамического напора в пристенном слое. Фор- . мула дл  определени  1 ,  вл юща с  обобщением полученных экспериментальных данных по тарировочной характеристике взаимодействи ,имеет вид 1 Л1() где А и В - экспериментальные коэффициенты , не завис щие от режимов течени  потока и струи в широком диапазоне чисел Рейнольдса 10-10 , они определ ютс  в основном геометрическим параметром FSL ill (h - ширина F - D щели, D - йиаметр канала 1 и несколько завис т от профилировани  тракта подвода расхода в щель The invention relates to measurement technology, in particular, to methods for measuring parameters of liquid or gas sludge flow, including for high-temperature media or media containing solid or liquid fine particles, when a stream enters the surrounding stationary medium (atmosphere Parameters of such a stream: flow, The speed, density, temperature, composition, on the one hand, determine the quality of work of the technical device (generator) in which the flow is created, on the other hand, these n) are the working characteristics of the processes in which stream is used; the latter takes place in technological devices, scientific research installations, pr testing of samples of materials or models under flow conditions, etc. All this determines the need to measure the indicated parameters. With uneven speed, temperature, composition and. over the flow section, their profiles should be measured. For these profiles, we often overload; However, the averaged characteristics of the flow are established. The known method, according to which, under normal conditions (non-aggressive and single-phase media at low temperatures), measurements of distribution parameters are performed over the cross section, as a rule, using probes (Pitot tubes, thermo-anemometer sensors, thermocouples, sampling; etc.), inside the fl channel. However, at a high flow temperature or when it contains aggressive substances, the introduction of probes into the flow, as a rule, is difficult, and the measurement of flow parameters is carried out in no time ways. Methods are also known, based on the use of flow interaction effects with subsidiary gas or liquid jets 21. Closest to the proposed technical essence is the flow measurement method, according to which the flow rate of the medium is determined based on the measurement of the pressure differential at the deviation in s helped: a solid jet with limestone density and flow introduced through a hole in the wall of the channel into the controlled flow at an angle to its direction. The disadvantages of this method are enimost its flow measuring with irregular profiles of velocity and density, as well as to drive conductive inaccuracies m dependence of the measured pressure differential not only on the dynamic pressure, but also on the mixing intensity in the zone of the reverse currents of the jet. The measured pressure difference UP, which characterizes the dynamic head of the flow of this layer, does not determine the characteristics of the central part of the flow. If the velocity and density are unevenly distributed over the channel cross section and the dynamic head is also unevenly distributed, then using this method of measurement, it is in principle possible to obtain only some of the effective dynamic head pressure. however, the size of this ryl and the nature of the distribution of the dynamic pressure on it remain unknown. In this regard, the use of this method of measurement, rhenium becomes impractical. The reason for the second drawback is that the force effect of the flow on the jet depends not only on its dynamic head H, which determines the pressure increase in the area of the stream flowing onto the jet, but also on the pressure behind the jet existing in the reverse flow zone. . The latter is determined by the nature of the flow in this zone and the turbulent mixing of the flow and the jet. The intensity of mixing does not depend on the difference in speeds and the ratio of the densities of the mixing flows. Therefore, the local curvature of the jet in the vicinity of its outlet to the flow and the pressure change associated with it will be determined not only by the dynamic pressure of the flow near the channel wall, but also by the ratio of the densities of the jet and the flow in the near-wall region (the velocity difference is derived from the dynamic head flow and flow and the ratio of their densities). The neglect of this fact leads to errors in determining the magnitude of the dynamic pressure. For a flow with a constant density over the cross section, the indicated error is essentially removable. First, it is necessary to introduce an amendment to the calibration characteristic for a change in the expected density ratio range -f in model tests; secondly, in order to determine the magnitude of this ratio for basic measurements, it is necessary to make an additional independent measurement of the density. p over the cross section of the flow, the error due to the intensity of mixing of the flows, expressed with depending on others on the ratio of densities, due to the uncertainty of the last value on the wall layer is not country is. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the measurement of flow parameters and the uneven distribution of the velocities of densities over its cross section by eliminating the influence of the intensity of smth and the ratio of the densities of the auxiliary jet media and the flow to the measured result. The goal is achieved by supplying the auxiliary jet radially through an annular slot in the channel cut, while measuring the differential between the pressure on the channel wall in a section away from the slot in the channel and the atmospheric pressure. The drawing shows a diagram explaining the measurement method. A slit 2 is located through the channel 1, from which a controlled flow flows, through which radially or liquid with a known density (gas — with a known temperature) is fed to form an auxiliary jet. The flow rate of the jet is measured with the aid of the flow meter 3. With the aid of gauge 4, the pressure drop is measured between the hole 5 N the channel wall located at a distance of the channel radius from the slot upstream, and atmospheric. The resulting measured parameter of the monitored flow is its total impulse, which is determined by calculation on the basis of the measured values of ip, G, and the known density of the jet 0 with attraction of the calibration characteristic of the interaction. A tare characteristic is obtained in advance when model tests are performed on a measuring device, and a flow with a known flow rate, density and profile is used as flow P. speeds at normal temperature (air or water). The flow of the jet through the annular gap determines its effect on the flow as a whole, which is expressed in preload and acceleration of the entire flow under the action of the radial pulse of the jet. In connection with this, the pressure of the flow along the acceleration section decreases. The jet, and the opposing flow, attempts to clone and change the direction from radial to axial. Towards the K-K section, the deformation of both flux caused by radial pressure changes ends, and then the currents move in the axial direction, mixing with each other and with the external environment. The free ejection of this medium from the inorganic space into the mixing zones does not change the axial amount of movement of these LF flows, regardless of the ratio of their velocities, as well as the ratios of flow densities and the environment. Between the cross section of the onset of deformation from the HH and the atmosphere, there is a pressure differential, resulting from the measure and acceleration of the flow under the compressive action of the jet, i.e. measure of change in its axial amount of movement - momentum. The pressure drop Δρ also does not depend on the intensity of mixing of the streams under conditions of free ejection of the medium from the fixed space. This fact was confirmed by experiments, and it was found that the cross section for the onset of deformation H – H is separated from the gap upstream at a distance approximately equal to the channel radius in this very section and the excess pressure above atmospheric pressure Lp should be measured. The mass flow rate of the jet G, j and its density f, j determine the radial pulse of the jet I,% Pa where XR is the cross-sectional area of the slot at the exit to the channel. The value of pj for gas is then calculated from the temperature of the jet and at atmospheric pressure. According to the values of the impulse of the jet 1 and the measured pressure differential et al, as already indicated, a pulse of flow I in the section H – H F gr, u; dF, where F is the cross-sectional area of channel 1, is found The total dynamic head of the measured flow as a whole is independent of the distribution law of the 2 ° and laziness section as opposed to the known method, where only the local value of the dynamic head in the near-wall layer is measured. For- Mula to determine 1, which is a generalization of the obtained experimental data on the calibration characteristic of the interaction, has the form are determined mainly by the geometrical parameter FSL ill (h is the width F - D of the slit, D is the diameter of channel 1 and is somewhat dependent on the profiling of the flow path to the slit

Claims (1)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА СРЕДЫ,ИСТЕКАЮЩЕЙ В НЕПОДВИЖ-METHOD FOR MEASURING THE FLOW PARAMETERS OF THE ENVIRONMENT FLOWING IN THE FIXED НУЮ СРЕДУ, заключающийся в измерении перепада давлений при отклонении вводимой в поток вспомогательной струи с известными расходами и плотностью, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров потока при неравномерном . распределении скоростей и плотностей по его сечению путем исключения влияния интенсивности смешения и отношения плотностей с.ред вспомогательной струи и потока, вспомогательную струю подают радиально через кольцевую щель на срезе канала и измеряют перепад между давлением на стенке канала в сечении, отстоящем от щели вверх по потоку на расстоянии радиусг канала, и давлением в неподвижной среде.A NEW ENVIRONMENT, which consists in measuring the differential pressure upon deviation of the auxiliary stream introduced into the stream with known flow rates and densities, characterized in that, in order to increase the accuracy of measuring the flow parameters in case of uneven. distribution of velocities and densities over its cross-section by eliminating the influence of mixing intensity and density ratios c. of the auxiliary stream and the stream, the auxiliary stream is fed radially through an annular slot in the channel section and the pressure difference between the pressure on the channel wall in the section located upstream from the slot is measured at a distance of the radius of the channel, and pressure in a stationary medium. КTO SU „„1030655SU „„ 1030655 II
SU813373856A 1981-12-30 1981-12-30 Method of measuring parameters of flow of fluid flowing into stationary medium SU1030655A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813373856A SU1030655A1 (en) 1981-12-30 1981-12-30 Method of measuring parameters of flow of fluid flowing into stationary medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813373856A SU1030655A1 (en) 1981-12-30 1981-12-30 Method of measuring parameters of flow of fluid flowing into stationary medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1030655A1 true SU1030655A1 (en) 1983-07-23

Family

ID=20989492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813373856A SU1030655A1 (en) 1981-12-30 1981-12-30 Method of measuring parameters of flow of fluid flowing into stationary medium

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1030655A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2699274A1 (en) * 1992-12-15 1994-06-17 Inst Francais Du Petrole Method and apparatus for controlling a flow of particles in a conduit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2699274A1 (en) * 1992-12-15 1994-06-17 Inst Francais Du Petrole Method and apparatus for controlling a flow of particles in a conduit
EP0603057A1 (en) * 1992-12-15 1994-06-22 Institut Francais Du Petrole Method and device for controlling the flux of particles in a conduit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Heywood et al. Slug flow of air—water mixtures in a horizontal pipe: Determination of liquid holdup by γ-ray absorption
US5591922A (en) Method and apparatus for measuring multiphase flows
Herringe et al. Structural development of gas-liquid mixture flows
Smith Jr An experimental study of the vortex in the cyclone separator
US5305638A (en) Mass flowmeter having non-adjustable flow splitter
SU1030655A1 (en) Method of measuring parameters of flow of fluid flowing into stationary medium
US5190103A (en) Metering of two-phase fluids using flow homogenizing devices and chemicals
GB2090814A (en) Continuous sampling method and apparatus thereof
Moujaes Measurement of slurry concentration and flow rates in shell and tube slurry heat exchangers
Delhaye et al. Hot-film anemometry in air-water flow
Kordyban Interfacial shear in two-phase wavy flow in closed horizontal channels
Kinghorn et al. The use of étoile flow straighteners with orifice plates in swirling flow
Cantini et al. Calibration of a Slotted Disk Velocity Selector Using Supersonic Molecular Beams
RU2134866C1 (en) Device for measuring of substance flow rate in pressure pipeline
Lee et al. Developing turbulent flow in concentric annuli: An analytical and experimental study
RU2246706C2 (en) Transducer for measuring static pressure in grainy layer
SU1101741A1 (en) Method of determination of gas flow speed
SU1239603A1 (en) Method of determining velocity of non-equilibrium gas flow
SU1534323A1 (en) Method of determining consumption of gas and liquid flows
Rouillard et al. Flow patterns upstream of isokinetic dust sampling probes
SU890161A1 (en) Device for determination porous material penetrability
SU956034A1 (en) Method of controling separation process of polydispersed heterogen ous systems in cyclone apparatus
SU1278722A1 (en) Method of determining velocity of fluid medium flow in cylindrical apparatus with immobile granular layer
SU1293567A1 (en) Liquid densimeter
SU1325328A1 (en) Densimeter for liquid media