SU1758375A1 - Method for determining coolant steam content - Google Patents

Method for determining coolant steam content Download PDF

Info

Publication number
SU1758375A1
SU1758375A1 SU894720801A SU4720801A SU1758375A1 SU 1758375 A1 SU1758375 A1 SU 1758375A1 SU 894720801 A SU894720801 A SU 894720801A SU 4720801 A SU4720801 A SU 4720801A SU 1758375 A1 SU1758375 A1 SU 1758375A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
refrigerant
steam content
evaporation
enthalpy
parts
Prior art date
Application number
SU894720801A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Степанович Якименко
Original Assignee
Одесский Инженерно-Строительный Институт
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 Одесский Инженерно-Строительный Институт filed Critical Одесский Инженерно-Строительный Институт
Priority to SU894720801A priority Critical patent/SU1758375A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1758375A1 publication Critical patent/SU1758375A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Использование: холодильна  техника, измерение паросодержани  потока хладагента . Сущность изобретени : хладагент дросселируют, испар ют, подогревают, измер ют температуру парожидкостной сме- си до и после дросселировани , отбирают части потока хладагента до и после испарени  и измер ют их расходы с обеспечением равенства между ними, подогрев осуществл ют подводом тепла к этим част м, измерение расходов частей - до повышени  их выходных температур над входными, превышение определ ют одновременным измерением с расходами частей их температур до и после подогрева, а паросо- держание определ ют по следующей зависимости: х (hi-hfl)(hi-ho)J}, где х - паросодержание, кг/кг; qi - количество тепла, подводимого к части потока, отобранного после испарени , кДж/с; Q2 - количество тепла, подводимого к части потока, отобранного до испарени , кДж/с; hi - энтальпи  хладагента при заданной температуре кипени  и х t, кДж/кг; пд - энтальпи  хладагента до дросселировани  и х О, кДж/кг; ho - энтальпи  хладагента при заданной температуре кипени  и х О, кДж/кг. 1 ил. (Л СUsage: refrigeration equipment, steam flow measurement of the refrigerant. SUMMARY OF THE INVENTION: The refrigerant is throttled, evaporated, heated, the temperature of the vapor-liquid mixture is measured before and after throttling, parts of the refrigerant flow are taken before and after evaporation, and their costs are measured, ensuring equality between them. m, the measurement of the flow rates of the parts — before their output temperatures rise above the input, the excess is determined by simultaneous measurement with the flow rates of the parts before and after heating, and the steam content is determined by the following Drive: x (hi-hfl) (hi-ho) J}, where x - vapor content, mg / kg; qi is the amount of heat supplied to the part of the stream selected after evaporation, kJ / s; Q2 is the amount of heat supplied to the part of the stream selected before evaporation, kJ / s; hi is the enthalpy of the refrigerant at a given boiling temperature and x t, kJ / kg; PD is the enthalpy of the refrigerant before throttling and x O, kJ / kg; ho is the enthalpy of the refrigerant at a given boiling temperature and x, kJ / kg. 1 il. (Ls

Description

Изобретение относитс  к холодильной технике, в частности к измерени м различных параметров в процессах охлаждени .The invention relates to refrigeration engineering, in particular to measurements of various parameters in cooling processes.

Известен способ определени  паросодержани , включающий процессы подогрева хладагента дополнительным источником тепла, измерени  температуры с помощью датчика, расположенного непосредственно к источнику тепла или радиально на выходе. Способ основан на вы влении косвенной независимости температуры в месте расположени  датчика от теплопереноса между стенкой трубы и паросодержанием хладагента при неизменной мощности источника тепла.A known method for determining the steam content includes the processes of heating the refrigerant with an additional heat source, measuring the temperature using a sensor located directly to the heat source or radially at the outlet. The method is based on the determination of the indirect independence of the temperature at the location of the sensor from the heat transfer between the pipe wall and the vapor content of the refrigerant at a constant power of the heat source.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ измерени  паросодержани , включающий нагревание потока хладагента после испарени  источником тепла участка трубопровода, вдоль которого на рассто ни х от источника 2 см и 10-15 см измер ют температуры, распределение которых по длине подчин етс  экспоненциальному закону , по отклонению которых относительно предельных, экспонент сухой пар - жидкость , суд т косвенно о парЪсодержании производ  вс кий раз обратный пересчет по уравнению экспоненты.The closest to the present invention is a method for measuring steam content, which includes heating the refrigerant flow after evaporation by a heat source of a pipeline section, along which distances from a source of 2 cm and 10-15 cm measure temperatures, the distribution of which along the length follows an exponential law the deviation of which with respect to the limiting exponents of dry vapor to liquid is indirectly judged to the partial content of production every time the inverse recalculation using the exponent equation.

Однако такой способ также требует тарировки вс кий раз и введени  по ее резульXJHowever, this method also requires calibration every time and the introduction of its result.

СП 00SP 00

со чfrom h

СПSP

татам параметров в управление экспоненты , кроме того, на результаты измерени  оказывает вли ние измерени  потока хладагента , которые неизбежны в процессе измерени , размещение датчиков температуры и их изол ци  от температуры окружающей среды, а также загр знение трубопровода, которое вли ет на параметры управлени  экспоненты и температуры в точках измерени . Хот  способ измерени  по двум точкам температуры точнее, косвенный механизм измерени , заложенный в нем, недостаточно точен, так как на экспоненциальный закон распределени  температуры подлине вли ют все вышеуказанные параметры. Также очень ограничен диапазон измерени  пэросодержанм  в св зи с исчезновением разности температур при паросодержании, меньше 0,8, дл  больших значений которого наблюдаетс  срыв жидкостной пленки со стенки трубы и наступление теплообмена с газом, который ухудшает его и способствует повышению температуры. Наконец этот способ определ ет косвенно паросодержание без св зи с внешними воздействи ми, которые фиксировали бы эталонную зависимость в заданном диапазоне измерений, т.е. при фиксированном значении мощности источника тепла и, следовательно, за вленна  эталонна  крива , имеюща  вид экспоненты и отражающа  лишь температурные изменени  без регул рной св зи с определ ющим параметром в диапазоне измерений (например, тепловым потоком) будучи полученной в точке,  вл ющейс  неоднозначной . И, значит, одному и тому же значению ларосодержани  могут соответствовать разные эталонные кривые, что делает измерение ненадежным, поскольку вс кие измерени  диапазона должны иметь прив зку по меньшей мере к одному из измер емых параметров.In addition, the measurement results are influenced by the measurement of refrigerant flow, which are unavoidable during the measurement process, the placement of temperature sensors and their isolation from the ambient temperature, as well as pipeline pollution, which affects the exponential control parameters and temperatures at measurement points. Although the method of measuring at two points of temperature more precisely, the indirect measurement mechanism inherent in it is not accurate enough, since the exponential law of temperature distribution is really affected by all the above parameters. Also, the range of measurement of perosorum is very limited due to the disappearance of the temperature difference during steam content, less than 0.8, for large values of which a liquid film is disrupted from the pipe wall and heat exchange occurs with gas, which worsens it and contributes to an increase in temperature. Finally, this method indirectly determines the steam content without communication with external influences, which would fix the reference dependence in a given measurement range, i.e. with a fixed value of the power of the heat source and, therefore, the claimed reference curve, having the form of the exponent and reflecting only the temperature changes without regular communication with the determining parameter in the measurement range (for example, heat flux) being obtained at a point that is ambiguous. And, it means that different reference curves can correspond to the same value of the lary content, which makes the measurement unreliable, since all range measurements must be tied to at least one of the measured parameters.

Серьезным недостатком способа  вл етс  большой расход энергии на подогрев хладагента всего потока после испарени , достигающим нескольких дес тков киловатт в зависимости от мощности процесса испарени  холодильной машины.A serious disadvantage of this method is the high energy consumption for heating the refrigerant of the entire flow after evaporation, reaching several tens of kilowatts, depending on the power of the evaporation process of the refrigerating machine.

Целью4 изобретени   вл етс  снижение энергозатрат на подогрев хладагента и повышение точности при непрерывном определении паросодержани .The purpose of the invention is to reduce the energy consumption for heating the refrigerant and to increase the accuracy with the continuous determination of steam content.

На чертеже изображено устройство дл  реализации способа измерени  пзроеодержани  в процессе испарени .The drawing shows a device for implementing a method for measuring the ground content during evaporation.

Устройство состоит из холодильной машины с компрессором 1, конденсатором 2, дресселем 3, испарителем 4, датчиком 5 температуры жидкого хладагента послеThe device consists of a chiller with a compressor 1, a condenser 2, a tressel 3, an evaporator 4, a sensor 5 of the temperature of the liquid refrigerant after

конденсации, датчиком 6 температуры перед испарителем, микропотока 8, отбираемого до испарител , и микропотока 10 после испарител , нагревател  7, нагревател  11,condensation, the sensor 6 temperature before the evaporator, the microflow 8, taken before the evaporator, and the microflow 10 after the evaporator, the heater 7, the heater 11,

датчика 15 температуры микропотока 8 после нагревани ; датчика 12 температуры после нагревани  микропотока 10; датчика 13 величин микропотока 10 и 14 микропотока 8, компьютера 16, регулирующего клапана 9microflow temperature sensor 15 after heating; a temperature sensor 12 after heating the microflow 10; sensor 13 values of micro-flow 10 and 14 of micro-flow 8, computer 16, control valve 9

0 микропотока 8,0 microflow 8,

Способ измерени  паросодержани  в процессе испарени  в холодильной машине осуществл ют следующим образом.A method for measuring steam content during evaporation in a chiller is carried out as follows.

Задают температуру конденсации tK Set the condensation temperature tK

5 40°С и испарени  tn 20°C, затем в процессе работы холодильной машины после конденсации в конденсаторе 2 и дросселировании в дросселе 3 потока хладоагента, измер ют температуру датчиком 5, равную5 40 ° C and evaporation tn 20 ° C, then during operation of the refrigeration machine after condensation in the condenser 2 and throttling in the throttle 3 of the refrigerant flow, the temperature is measured by sensor 5 equal to

0 40°С. После измерени  температуры датчиком 5, равной 30°С до и после испарени  хладоагента в испарителе 4, отбирают равные микропотоки 8 и 10 хладагента величиной 0,002 кг/с, которые затем нагревают0 40 ° C. After measuring the temperature by sensor 5 equal to 30 ° C before and after evaporation of the refrigerant in the evaporator 4, equal microflows 8 and 10 of the refrigerant are taken of the value of 0.002 kg / s, which are then heated

5 соответственно в нагревател х 7 и 11 путем увеличени  вних тепловых q2, qi потоков, проводимым к микропотокам 8 и 10, и одновременно измер ют температуры потока хладагента до отбора микропотоков датчи0 ком 5, равную и после нагревателей 7 и 11 датчиками 15 и 12. Измер ют тепловые потоки Q2 0,1796 кДж/с и q 1 0,0186 кДж/с, как только температуры измерени  датчиками 15 и 12 после нагревателей 7 и 11 достиг5 нут значени  20,1°С, т.е. превыс т температуру, измеренную датчиком 5 на входе испарител  ча 0,1°С. Величину микротока 10, равную примерно 0,001 кг/с, устанавливают капилл рной трубкой в месте5, respectively, in heaters 7 and 11 by increasing the thermal flows q2, qi conducted to microflows 8 and 10, and simultaneously measuring the temperature of the refrigerant flow before sampling of microflows by sensor 5, equal to and after heaters 7 and 11 by sensors 15 and 12. Heat fluxes Q2 of 0.1796 kJ / s and q 1 of 0.0186 kJ / s are measured as soon as the measurement temperatures of the sensors 15 and 12 after heaters 7 and 11 have reached 5 values of 20.1 ° C, i.e. will exceed the temperature measured by sensor 5 at the inlet of the evaporator and 0.1 ° C. A microcurrent 10 equal to about 0.001 kg / s is set in the place of a capillary tube.

0 отбора и измер ют датчиком 13. Величину микротока 8 измер ют датчиком 14 и выставл ют равной величине микротока 10 измерением проходного сечени  регулирующего клапана 9. По измеренной темпе5 ратуре датчиком 5 жидкости после конденсатора 2, равной 40°С, и при нулевом паросодержании по таблицам или диаграммам определ ют соответствующую им энтальпию Ид 131 кДж/кг (здесь ис0 пользованы диаграммы Одесского института инженеров морского флота), а по измеренной температуре кипени  1К - 20°С (датчиком 5} при нулевом ларосо- держании определ ют энтальпию ho 0 is taken and measured by sensor 13. The magnitude of microcurrent 8 is measured by sensor 14 and set equal to the magnitude of microcurrent 10 by measuring the flow area of control valve 9. According to the measured temperature, sensor 5 of liquid after condenser 2 equals 40 ° C and at zero steam content the tables or diagrams determine the corresponding enthalpy Id 131 kJ / kg (the diagrams of the Odessa Institute of Marine Engineers are used here), and from the measured boiling point 1K - 20 ° С (sensor 5} at zero content) w ho

5 125 кДж/кг и энтальпию hi - 131 кДж/кг, при единичном паросодержании -л той же температуре hi 311 хДж/кг Далее используют полученные значени  тепловых потоков и энтальпий ч вычисл ют паросодержание:5 125 kJ / kg and enthalpy hi - 131 kJ / kg, with a single steam content of the same temperature hi 311 XJ / kg Then use the obtained values of heat fluxes and enthalpy h to calculate the steam content:

X - 1 Ql(hl -пд) - -j q2(hi -h0)X - 1 Ql (hl-pd) - -j q2 (hi -h0)

- 0.0186(311-131)з- 0.0186 (311-131) s

0,1796(311 -128) и ОУ мПри мощности холодильной машины пор дка 125 кДж/с мо.щность, расходуема  дл  подогрева хладоагента и в процессе измерени , составила 0.1796 + 0,0186 - 0,1982 кДж/с и в пределе при нулевом паросодер- жании составила бы около 0.32 кДж/кг, в то врем  как в известном устройстве она составила бы соответственно 13 кДж/с и 102 кДж/с соответственно, что имеет больше преимущества в экономии энергии. Кроме того, точность непрерывного измерени  паросодержани  также весьма высока , так как зависит лишь от точности измерени  температуры и считывани  с таблиц, которые просты, точны и хорошо отработаны , в то врем  как в известном устройстве точность зависит от условий, в которых снимались тарировочные кривые и которые необходимо выдерживать и в процессе измерений. Кроме того, процесс измерени  прерываетс  и ограничен, т.е. невозможно проводить измерени  в полном диапазоне 0-1 (паросодержаний), тогда как в предлагаемом способе этот полный диапазон ничем не ограничен, а расход энергии в тыс чу и более раз меньше .0.1796 (311-128) and OU mPri of the power of the refrigerating machine of the order of 125 kJ / s. The power consumed for heating the refrigerant and during the measurement process was 0.1796 + 0.0186 - 0.1982 kJ / s and in the limit at zero steam concentration would be about 0.32 kJ / kg, while in the known device it would be 13 kJ / s and 102 kJ / s, respectively, which has more advantages in energy saving. In addition, the accuracy of continuous measurement of steam content is also very high, as it depends only on the accuracy of temperature measurement and reading from tables, which are simple, accurate and well worked out, while in the known device the accuracy depends on the conditions in which the calibration curves were taken and which must be maintained in the measurement process. In addition, the measurement process is interrupted and limited, i.e. it is impossible to measure in the full range of 0-1 (steam content), whereas in the proposed method this full range is not limited, and the energy consumption is thousands and more times less.

Claims (1)

Сравнива  предлагаемый способ определени  паросодержани  с табличными значени ми, которые равны 0,9, мы видим, что точность определени  паросодержэни  очень высока, составл ет около 0,02% и определ етс  исключительно метрологическими характеристиками заложенных технических средств. Формула изобретени  Способ определени  паросодержани Comparing the proposed method for determining the steam content with the table values, which are equal to 0.9, we see that the accuracy of the determination of steam content is very high, is about 0.02% and is determined solely by the metrological characteristics of the embedded technical means. The invention The method of determining the steam content хладагента путем его дросселировани , испарени , подогрева и измерени  температуры образовавшейс  парожидкостной смеси, отличающийс  тем. что, с целью снижени  энергозатрат и повышени  точности при непрерывном определении паросодержани , дополнительно измер ют температуры хладагента до и после дросселировани , отбирают части потока хладагента До и после испарени  и измер ют ихrefrigerant by throttling it, evaporating, heating and measuring the temperature of the resulting vapor-liquid mixture, characterized by that. that, in order to reduce energy consumption and improve accuracy with continuous steam content determination, additional refrigerant temperatures are measured before and after throttling, portions of the refrigerant stream are taken before and after evaporation, and measured расходы с обеспечением равенства между ними, причем подогрев осуществл ют подводом тепла к этим част м, измерение расходов частей - до превышени  их выходных температур над входными, превышение определ ют одновременным измерением с расходами частей их температур до и после подогрева, а паросодержание определ ют по следующей зависимости:the costs are equal, they are heated by supplying heat to these parts, the parts are measured before their output temperatures exceed the input temperatures, the excess is determined by simultaneous measurement with the parts of their temperatures before and after heating, and the steam content is determined by following dependency: 2525 Х 1X 1 qi(ht -пд) q2(hi-h0)1qi (ht-pd) q2 (hi-h0) 1 где х - паросодержание, кг/кг;where x is the steam content, kg / kg; qi - количество тепла, подводимого к части потока, отобранного после испарени , кДж/с;qi is the amount of heat supplied to the part of the stream selected after evaporation, kJ / s; Q2 - количество тепла, подводимого к части потока, отобранного до испарени , кДж/с;Q2 is the amount of heat supplied to the part of the stream selected before evaporation, kJ / s; hi -энтальпи  хладагента при заданной температуре кипени  и X 1, кДж/кг;hi-enthalpy of the refrigerant at a given boiling point and X 1, kJ / kg; hA - энтальпи  хладагента до дроссеои- ровани  и X 0, кДж/кг;hA is the enthalpy of the refrigerant prior to throttling and X 0, kJ / kg; ho-энтальпи  хладагента при заданной температуре кипени  и X 0, кДж/кг.ho-enthalpy of the refrigerant at a given boiling point and X 0, kJ / kg. 4 з4 s 5five ffff -to-to ЮYU ЮYU 8eight xx тt
SU894720801A 1989-07-14 1989-07-14 Method for determining coolant steam content SU1758375A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894720801A SU1758375A1 (en) 1989-07-14 1989-07-14 Method for determining coolant steam content

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894720801A SU1758375A1 (en) 1989-07-14 1989-07-14 Method for determining coolant steam content

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1758375A1 true SU1758375A1 (en) 1992-08-30

Family

ID=21461773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894720801A SU1758375A1 (en) 1989-07-14 1989-07-14 Method for determining coolant steam content

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1758375A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4586828, НКИ-374/16, опублик. 1986. Патент US № 4448033, НКИ-62/126, опублик. 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shestopalov et al. Investigation of an experimental ejector refrigeration machine operating with refrigerant R245fa at design and off-design working conditions. Part 2. Theoretical and experimental results
Kattan et al. Flow boiling in horizontal tubes: Part 2—New heat transfer data for five refrigerants
Cavallini et al. Experimental investigation on condensation heat transfer and pressure drop of new HFC refrigerants (R134a, R125, R32, R410A, R236ea) in a horizontal smooth tube
Eames et al. The design, manufacture and testing of a jet-pump chiller for air conditioning and industrial application
CN108593328A (en) A kind of convenient refrigerator heat exchanger performance test system of flow-rate adjustment
EP0412959A1 (en) A method for analysing and controlling a cooling process.
Wang et al. Heat transfer characteristics of steam condensation flow in vacuum horizontal tube
US3742721A (en) Method of regulation of the temperature of the liquefied gas or gaseous mixture in an apparatus for the liquefaction of gaseous fluids
Djordjević et al. Heat transfer coefficient and pressure drop during refrigerant R-134a condensation in a plate heat exchanger
SU1758375A1 (en) Method for determining coolant steam content
CN107729600B (en) Evaporator simulation calculation method
Bayani et al. Online measurement of oil concentrations of R-134a/oil mixtures with a density flowmeter
Mills et al. Experimental study of condensation from steam-air mixtures flowing over a horizontal tube: overall condensation rates
CN106894853B (en) Condensing turbine cold end diagnosis of energy saving method
US4328679A (en) Capability control apparatus for cooling system having direct expansion type evaporator
SU1615573A1 (en) Method of determining cold-output of ammonium refrigerating plant
Cavallini et al. Experiments on dry-out during flow boiling in a round minichannel
Kagawa et al. Measurements of specific heat capacity of gaseous r-143a using a flow calorimeter
Yang et al. An empirical correlation for steam condensing and flowing downward in a 50mm diameter inclined tube
CN217424028U (en) Device for measuring water evaporation heat exchange coefficient by pressure regulation
Gu et al. Experimental research on condensation heat transfer characteristics of low mass flow rate steam in a horizontal tube
RU2324924C1 (en) Method of experimental research of vapour liquid equilibrium
SU932292A1 (en) Method of measuring heat consumption
Malyshev et al. Experimental research on a phase slip and pressure loss during boiling of the refrigerant R134a in a mini-channel
SU1354000A1 (en) Method of measuring cold production capacity of cryogenic gas machine