SU1104388A1 - Устройство дл градуировки датчиков объемного паросодержани - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВ ОБЪЕМНОГО ПАРОСОДЕРЖАНИЯ , включающее криостат, снабженный системой заправки жидкостью. распылителем газа в жидкости, дренажным трубопроводом, датчик объемного паросодержани , сообщенный входным патрубком с распылителем, а выходным - с дренажным трубопроводом, измеритель перепада давлени  и регистрирующую аппаратуру, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности градуировки на криогенных жидкост х за счет исключени  массовых превращений в полости датчика, оно снабжено установленным между распылителем и входным патрубком датчика смесителем, выполненным в виде полого цилиндра с отверЬти- ми на боковой поверхности, сообщающими внутреннюю полость цилиндра с крио статом, пробоотборниками, установленными на входе и выходе датчика, и размешенными последовательно на дренажном трубопроводе испарителем, измерителем расхода паро (Л газовой смеси и пробоотборником. со 00 оо

Description

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что пробоотборники выполнены в виде капилл рной трубки с кожухом и термопарой , размещенной на поверхности трубки.

причем выход трубки размещен на боковой поверхности кожуха со стороны дренажного трубопровода.

Изобретение относитс  к области, св занной с градуировкой средств измерени  парогазосодержани  в потоках низкокип щих жидкостей и может быть использовано в химической, авиационной, нефтегазовой промышленност х при обработке лопаточных (центробежных, осевых) насосов. Известно, что лопаточные насосы, перекачивающие низкокип щие (криогенные) жидкости, измен ют свои характеристики при наличии газовых или паровых включений в потоке жидкости. Поэтому при испытани х насосов измер етс  объемное паросодержание на его входе и характеристики насоса снимаютс  при фиксированных величинах паросодержани  или определ ютс  зависимости основных параметров насоса от значени  объемного содержани  пара или газа. Датчики объемного паросодержани , примен емые при испытани х, проход т предварительную градуировку.. Известно устройство дл  градуировки датчиков объемного паросодержани , содержащее датчик с регистрирующей аппаратурой и твердые наполнители различных размеров дл  имитации жидкой фазы 1. Однако такое устройство не позвол ет имитировать реальную картину течени  двухфазного потока, так как наполнители и воздух (ha3) в полости датчика неподвижны. Известно также устройство дл  градуировки датчиков объемного паросодержани , включающее криостат, снабженный сие темой заправки жидкостью, распылителем газа в жидкости, дренажным трубопроводом , датчик объемного паросодержани , сообщенный входным патрубком с распылителем , а выходным - с дренажным трубопроводом , измеритель перепада давлени  и регистрирующую аппаратуру 2. Однако это устройство обладает тем недостатком , что за счет массовых превращений в полости датчика (испарение жидкости в пузыри неконденсирующегос  при температуре жидкости, на которой провод т градуировку газа, например, гели ) и за счет изменени  скорости парогазовой смеси по длине датчика погрешность тарировки увеличиваетс . Это увеличение за счет указанных факторов может достигать 4-16% в зависимости от величины объемного паросодержани . Целью изобретени   вл етс  повыщение точности градуировки на криогенных жидкост х за счет исключени  массовых превращений в полости датчика. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  градуировки датчиков объемного паросодержани , включающее криостат , снабженный системой заправки жидкостью , распылителем в жидкости дренажным трубопроводом, датчик объемного паросодержани , сообщенный входным патрубком с распылителем, а выходным - с дренажным трубопроводом, измеритель перепада давлени  и регистрирующую аппаратуру , снабжено установленным между распылителем и входным патрубком датчика смесителем , выполненным в виде полого цилиндра с отверсти ми на боковой поверхности, сообщающими в;нутреннюю полость цилиндра с криостатом, пробоотборниками, установленными на входе и выходе датчика, и размещенными последовательно на дренажном трубопроводе испарителем, измерителем расхода парогазовой смеси и пробоотборником . При этом пробоотборники выполнены в виде капилл рной трубки с кожухом и термопарой , размещенной на поверхности труб ки, причем выход трубки размещен на боковой поверхности кожуха со стороны дренажного трубопровода. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, в которых установлены пробоотборники . /Устройство включает криостат 1 с вакуумным кожухом 2 и смотровыми окнами 3-. Криостат 1 снабжен системой заправки жидкостью, включающей трубопровод 4 и клапан 5. Заправка осуществл етс , например , от передвижной емкости (на фиг. 1 не показано). В нижней части криостата 1 установлен распылитель 6 газа, представл ющий собой перфорированный диск с равномерно распределенными по площади отверсти ми малого диаметра, который через теплообменник 7, и трубопровод 8 с клапаном 9 и регул тором 10, св зан с источником 11 неконденсирующегос  при температуре рабочей жидкости газа, например, гели . Криостат 1 снабжен дренажными трубопроводами 12 и 13 с клапанами 14 и 15 дл  сбора давлени  из полостей криос-тата и датчика объемного паросодержани  соответственно. Датчик 16 объемного паросодержани , например, резонансно-емкостной установлен в центре криостата 1 и сообщен входным патрубком 17 с распылителем 6, выходным 18 - с дренажным трубопроводом 13. Устройство имеет измеритель перепада давлени  19, представл ющий собой дифференциальный манометр и предназначенный дл  измерени  перепада по высоте датчика 16 объемного паросодержани  в момент вдува неконденсирующегос  газа. Отборы давлени  на измеритель 19 выполнены на выходе и входе датчика 16. В верхней части измеритель 19 сообщен с газовой подущкой криостата 1. Датчик 16 через герморазъем соединен с регистрирующей аппаратурой 20. Между распылителем 6 и входным патрубком 17 датчика 16 установлен смеситель 21 с отверсти ми 22 на боковой поверхности. Этими ,отверсти ми смеситель 21 сообщаетс  с жидкостной полостью криостата 1. Эксперименты , выполненны авторами, показали, что диаметр отверстий 22, определ етс  выражением d (l,8 + 2,5),где о - поверхностное нат жение; РЖ РР - плотности жидкости и газа соответственно; 4 - ускорение свободного падени . При диаметрах отверсти  22 меньших нижнего предела, определ емого из выражени  (1), подпитка полости датчика 16 жидкостью из криостата 1 недостаточна изза капилл рных  влений, а при значени х диаметра отверстий 22 больших верхнего предела увеличиваетс  веро тность прохода неконденсирующего газа в полость кри остата, что отрицательно сказываетс  на определении расхода газа и, в конечном счете, на точность градуировки датчика объемного паросодержани  16. На входе и выходе датчика 16 и в дренажном трубопроводе 13 из полости датчика установлены пробоотборники 23, а в дренажном трубопроводе 13, кроме того испаритель 24, датчик 25 расхода, датчик 26 давлени  и датчик 27 температуры. Пробоотборники (фиг. 2) представл ют из себ  капилл рную трубу 28, заключенную в коаксиальный кожух 29. Один конец 30 трубки сообщен с полостью датчика 16, причем капилл рное отверстие расположено на боковой поверхности кожуха 29 по направлению движени  неконденсирующегос  газа, а другой 31 через клапаны 32, 33, емкость 34 с измерителем 35 концентрации (хроматограф). Через кожух 29 прокачи ваетс  теплоноситель (азот, пар) с расходом , который обеспечивает разогрев капилл рной трубки 28 до температуры кризиса пленочного кипени  (при этом капли не могут попасть в пробоотборник, они «отскакивают от гор чей поверхности). Температура поверхности контролируетс  термопарой 36. Работа устройства дл  градуировки датчика объемного паросодержани  осуществл етс  следующим образом. Криостат 1 заполн етс  через трубопровод 4 криогенной жидкостью примерно на 0,75 объема дл  того, чтобы уровень жидкости над выходным патрубком 18 датчика 16 находилс  на рассто нии 50-60 мм, свободна  часть объема криостата 1 предназначена дл  газовой подущки при надуве криостата 1. При заполнении криостата 1 одновременно наполн етс  и полость дат-, чика 16 через отверсти  22 смесител  21. Образующийс  при охлаждении конструкции пар отводитс  через дренажные трубопроводы 12 и 13. После заполнени  жидкостью криостата 1 и датчика 16 клапаны 14 и 15 закрываютс . Через клапан 37 криостат наддуваетс  на необходимое (заданное программой) давление. На/шув производитс  с целью исключени  кипени  жидкости в полости криостата и датчика. Через окна 3 проводитс  наблюдение за составом среды с криостате 1. В случае отсутстви  кипени  снимаетс  реперна  точка, соответствующа  нулевому объему паросодержанию . При сливе жидкости на холодном датчике 16 снимаетс  втора  реперна  точка соответствующа  стопроцентному объемному паросодержанию, при этом уровень жидкости криостата I должен быть ниже входного патрубка 17 датчика 16 (контроль визуально). Промежуточные точки снимаютс  после заправки криостата 1 при открытии клапана 9 и подаче через распылитель 6,смеситель 21 и далее в полость датчика 16 неконденсирующегос  при температуре рабочей жидкости газа. При этом в полости датчика образуетс  двухфазна  среда. Парогазова  фаза возникающа  за счет испарени  рабочей жидкости в пузыри вдуваемого газа двигаетс  вверх в полости датчика. Дл  предложенного устройства У h (Рг- Ро)- g Cpr--pnr)(J-H-Pn.-Unr-ALro Величины Unr и д Unr определ ютс  по результатам измерений концентрации неконденсирующегос  газа на входе и выходе датчика 16 и в дренажном трубопроводе 13. Эти измерени  провод тс  с помощью пробоотборника 23, св занных с измерителем концентрации 35 (хроматографом ) . Отбор проб осуществл етс  в еле

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ДАТЧИКОВ ОБЪЕМНОГО ПАРОСОДЕРЖАНИЯ, включающее криостат, снабженный системой заправки жидкостью, распылителем газа в жидкости, дренажным трубопроводом, датчик объемного паросодержания, сообщенный входным патрубком с распылителем, а выходным — с дренажным трубопроводом, измеритель перепада давления и регистрирующую аппаратуру, отличающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки на криогенных жидкостях за счет исключения массовых превращений в полости датчика, оно снабжено установленным между распылителем и входным патрубком датчика смесителем, выполненным в виде полого цилиндра с отверстиями на боковой поверхности, сообщающими внутреннюю полость цилиндра с крио статом, пробоотборниками, установленными на входе и выходе датчика, и размещенными последовательно на дренажном трубопроводе испарителем, измерителем расхода парогазовой смеси и пробоотборником.

SU „„ 1104388

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что пробоотборники выполнены в виде капиллярной трубки с кожухом и термопарой, размещенной на поверхности трубки, причем выход трубки размещен на боковой поверхности кожуха со стороны дренажного трубопровода.