SU890201A1

SU890201A1 - Измеритель влажности текучей среды

Info

Publication number: SU890201A1
Application number: SU792859873A
Authority: SU
Inventors: Александр Яковлевич Левин; Лазарь Лазаревич Симою; Виктор Петрович Лагун; Надежда Григорьевна Лукьянова; Владимир Ильич Певзнер
Priority date: 1979-12-25
Filing date: 1979-12-25
Publication date: 1981-12-15

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

Изобретение относитс к аналитическому приборостроению и может быть использовано при определении влагосодержани пара в различных элементах энергетических паросиловых установок, в частности дл измерени и контрол .изменени влагосодержани пара в сепараторе или перед турбиной атомных электрических станций. Известно устройство дл определени влажности пара, содержащее элемент с последовательно расположенными дроссел ми, через который пропускаетс часть пара среды , влажность которой необходимо определить . Такое устройство, использующее принцип дросселировани , снабжено датчиками измерени да влени Р i среды на входе в устройство и давлени Р j и температуры t пара на выходе из него. Влажность пара определ етс по выражению :) где3 -степень влажности пара; jH энтальпи пара на линии насыщени при давлении РЬ -энтальпи пара на выходе из устройства , определенна по давлению Р и температуре г - теплота парообразовани при давлении Р,. Величина i, i , г определ етс по таблицам термодинамических свойств вещества 1. Основным условием, определ ющим работоспособность такого устройства, вл етс обеспечение возможности получени за ним (т.е. в конце процесса дросселировани ) равновесного состо ни перегретого пара. Дл достижени равновесного состо ни , т.е. полного испарени всей выпадающей в процессе истечени влаги, необходимо устанавливать больщое число дроссельных шайб, разделенных друг от друга значительными объемами. В св зи с этим устройство имеет больщую металлоемкость и поэтому оно весьма инерционно, что не позвол ет использовать его дл непрерывных измерений. Естественно , что при значительной инерционности снижаетс и точность измерений при колебани х давлени измер емой среды, так как величины Pj, Pj приходитс принимать осредненными за весь цикл измерений.

Чувствительность этого метода невелика: 0,4°С на 0,1% влажности, что также затрудн ет получение результата с высокой точностью .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс измеритель влажности текучей среды, содержащий соединенные но мостиковой схеме дроссели, дифференциальный измеритель давлени , подсоединенный к междроссельным пространствам , и установленное в сравнительной ветви перед первым по ходу среды дросселем устройство перевода анализируемой среды в сравнительную. Устройство дл осуществлени этого способа содержит измерительную камеру с двум последовательно расположенными дроссел ми, пространство между которыми снабжено нагревателем. Устройство имеет датчики измерени давлени PI перед первым дросселем, давлени Р и температуры t в междроссельном пространстве . Величина степени влажности J определ етс по зависимости Ч (Р2/Р|) 2.

Использование такого устройства значительно снижает инерционность измерений, что позвол ет проводить их непрерывно и с более высокой точностью. Однако и в этом случае необходимо вносить поправки на изменение температуры измер емой среды при колебани х ее давлени , так как отнощение давлений , зависит также и от температуры насыщени Т,51(Pi)- Кроме того, имеютс погрещности, св занные с неточностью определени изменени отнощени двух больщих величин (Р и Р) при относительно малом изменении давлени PZ Ч (3) - (0,05% изменени Р на 0,1% влажности),

Целью изобретени вл етс повыщение точности и измерени величины влажности пара.

Поставленна цель достигаетс за счет того, что в измерителе влажности текучей среды, содержащем соединенные по мостиковой схеме дроссел , дифференциальный измеритель давлени , подсоединенный к междроссельным пространствам, и установленное в сравнительной ветви перед первым дросселем по ходу среды устройство перевода анализируемой среды в сравнительную, последнее выполнено в виде термостатированного пароперегревател , снабженного измерителем температуры.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - зависимость разности давлений в междроссельных пространствах перед вторыми по ходу пара дроссел ми от влажности измер емой среды. Устройство содержит трубопровод или сосуд 1, в котором нужно измерить влажность , и две измерительные камеры 2, 3, св занные с отводной линией 4. Внутри камер 2, 3 установлены дроссели 5, б и 7, 8, выполненные, например, п виде суживающихс сопл. Проходные сечени дросселей 5, 7 равны, равны также и проходные сечени

дросселей 6, 8. Камеры 2, 3 снабжены нагревател ми 9, 10 пара в пространстве между дроссел ми. Камера 2 имеет нагреватель 11 ( вл ющийс устройством перевода анализируемой среды в сравнительную) на входном участке до первого дроссел 5. Нагреватели 9, 10, 11 могут быть выполнены, например, в виде спиральных электронагревателей . Устройство снабжено датчиками 12, 13 измерени давлени в междроссельных пространствах камер 2, 3 и прибором 14 дл дифференциального измерени разности этих давлений. Кроме того, камеры 2, 3 оснащены датчиками 15, 16 контрол температуры пара в междроссельных пространствах , а камера 2 еще и датчиком 17 контрол температуры пара перед первым дросселем 5. Нагреватель 11 выполнен в виде термостатированного пароперегревател , снабженного измерителем температуры.

При таком выполнении устройства пар на входе в первый дроссель 5 камеры 2 будет находитьс в перегретом однофазном состо нии, а на входе в дроссель 7 камеры 3 - с влажностью, величину которой необходимо определить. При этом температура перегретого пара перед дросселем 5 камеры 2 с помощью нагревател 11 поддерживаетс на посто нном уровне. Нагреватели 9, 10 обеспечивают перегрев пара перед дроссел ми 6, 8 с равной и посто нной температурой .

Давлени в междроссельных пространствах перед дроссел ми 6, 8 вл ютс , в общем случае, функцией параметров пара перед первыми дроссел ми 5, 7 (давлени , температуры или влажности), температуры пара в междроссельных пространствах, давлени за вторыми дроссел ми (в отводной линии 4 ) и соотнощени площадей проходных сечений первого и второго дросселей. В описываемом случае, так как давлени на входе в камеры равны между собой, равны давлени за ними, температуры пара в междроссельных пространствах посто нны и посто нна температура пара перед первым дросселем 5 камеры 2, то разность давлений, измеренна прибором 14, вл етс однозначной функцией степени влажности на входе в камеру 3, т.е. степени влажности , которую необходимо определить.

При таком выполнении устройства устран ютс погрещности, св занные с изменением температуры насыщени измер емой среды , проход щим при колебани х ее давлени , а небольща по сравнению с абсолютными значени ми, разность давлений в междроссельных пространствах, определ ема величиной влажности, измер етс непосредственно , что значительно повыщает точность ее определени .

Зависимость давлени в междроссельном пространстве измерительной камеры 3 и разности давлений, измер емой прибором 14, от величины влажности дл конкретного соотношени проходных сечений первого EI и второго Fj дросселей Г2/н 3 при давлении измер емой среды 60 кг/см 2 показана на фиг. 2. Из этой зависимости видно, что при изменении величины влажности на 1% разность давлений измен етс примерно на 0,5% от уровн давлений в междроссельном пространстве и в рассматриваемом случае составл ет 0,1 кг/см. При необходимой точности измерений влажности пара перед турбиной атомных электростанций 0,05% эта разность давлений может быть измерена простыми средствами, например стандартным ртутным дифференциальным манометром . Использование предлагаемого устройства позвол ет поддерживать величину влажности перед турбиной, например мощностью 500000 кВт, в допустимых пределах и обеспечить, тем самым, более экономичную ее работу, а также снизить эрозийное повреждение элементов проточной части турбины . Данное устройство может найти применение в различных област х теплотехники, химической и других отрасл х промышленности .

Claims

/ ./ Формула изобретени Измеритель влажности текучей среды, содержащий соединенные по мостиковой схеме дроссели, дифференциальный измеритель давлени , подсоединенный к междроссельным пространствам, и установленное в сравнительной ветви перед первым по ходу среды дросселем устройство перевода анализируемой среды в сравнительную, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени влажности пара за счет перегрева его в междроссельных пространствах , устройство перевода анализируемой среды в сравнительную выполнено в виде термостатированного пароперегревател , снабженного измерителем температуры. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Павловский А. В. и др. Прибор дл определени степени влажности пара. - «Энергомашиностроение, 1974, № 8, с. 74- 75.
2.Авторское свидетельство СССР № 535495, кл. G 01 N 25/60, 1937 (прототип ).

2G.6,

/

см 2

/

Px-f.ff

X 0,02

X

2D.1

B.0f

О to&99 Ш W Й/г.2 Шк