SU913153A1 - Устройство для определения массового паросодержания 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к испытаниям криогенных систем, и может быть использовано в газовой, химической авиационной и других отраслях промышленности при исследованиях теплообмена и снятии тепловых характеристик,

Известен указатель соотношения между паром и жидкостью, содержащий клапанное устройство, предназначенное для подачи заданного объема продукта в камеру, в которой расположен вертикально перемещающийся элемент, перемещение которого осуществляется в зависимости от парового давления над пробой до тех пор, пока давление в камере не достигнет заданного значения. По величине вертикального перемещения судят о парожидкостном соот ношении пробы [ί].

Известно также устройство для определения массового пардсодержания в парогенераторе по результатам измерений температуры стенки парогене2

ратора, массовых расходов охладителя и давления £?-].

Недостатком этого устройства является то, что для решения системы одномерных дифференциальных уравнений приходится вводить допущения, которые отрицательно сказываются на точности определения массового ларосодержания.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения массового паросодержания в двухфазном парожидкостном потоке, содержащее парогенератор с запорным органом для подачи жидкости, систему подачи неконденси[рующегося газа и расположенные по длине парогенератора пробоотборники, один из которых установлен в линии отбора пробы с эталонным паросодержанием Гз].

Недостатком известного устройства является то, что при низких массовых паросодержаниях (хУ 0,4), характерных.

3 913

для ряда процессов в криогенных системах, происходит захват жидкости в отверстия пробоотборников и испарение ее в каналах, что снижает точность определения параметров.

' Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства за счет исключения захвата жидкости пробоотборниками.

Указанная цель достигается тем, что каждый пробоотборник снабжен термопарой, установленной на его внутренней стенке, и блоком регулирования тока обогрева пробоотборника, один вход которого связан с термопарой , а другой вход и выход подключены к соответствующим концам пробоотборника.

Кроме того, пробоотборники изолированы от стенок парогенератора посредством втулок.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для определения массового паросодержания в двухфазном парожидкостном потоке.

Устройство содержит парогенератор 1 с клапаном 2, систему подачинеконденсирующегося газа в виде баллона 3 с газом и клапана Ь, установленного в трубопроводе 5» расходомера 6, датчиков давления 7 и температуры 8, коллектора 9 с отверстиями 10 для ввода газа в поток. По длине парогенератора расположены пробоотборники 11 и 12. Один из пробоотборников 13 расположен в линии отбора пробы с эталонным паросодержанием, т.е. после теплообменника 14, в котором происходит заведомо полное испарение жидкости, т.е. в месте отбора последней пробы массовое паросодержание х » 1. Сопло 15 служит для измерения расхода пара через парогенератор. Пробоотборники соединены с газоанализатором 16 трубрпроводами 17 “ 19» на которых установлены клапаны 20 - 22. Пробоотборники 11 и 12 изолированы от корпуса парогенератора втулками 23 и от трубопроводов приставками 24. Пробоотборники 11 и 12 содержат блоки регулирования 25 тока обогрева, которые состоят из трансформатора 26, регулятора 27 и потенциометра 28. На внутренней стенке пробоотборников 11 и 12 у заборных отверстий 29 установлены термопары

30, которые подключены к регулятору 27. Для регистрации температуры использован вторичный прибор 31.

153 *

Работа устройства осуществляется

следующим образом.

В исходном положении парогенератор

1 клапаном 2 отделен от резервуара

5 (на чертеже не показан) с криогенной жидкостью. При открытии клапана 2 жидкость поступает в парогенератор 1, в котором образуется двухфазный парожидкостный поток, например, дию сперсный (жидкость в виде капель движется в потоке пэра). Паросодержание в потоке возрастает по длине парогенератора 1. Двухфазный поток на выходе из парогенератора поступает в

,5 испаритель-теплообменник 14, из которого он выходит в виде пара (паросодержание равно единице) и далее через мерное сопло сбрасывается в дренажную систему (не показана). Для

го определения массового паросодержания открытием клапана 4 из баллона 3 по трубопроводу 5 и коллектору 9 через отверстия 10 вдувается в поток неконденсирующийся газ. Массовый рас25 ход газа составляет не более одного процента от массового расхода криогенной жидкости через парогенератор 1 и не влияет на тепловые и гидродинамические процессы, что подтверждается,

30 например, измерениями температур

стенки и подводимых плотностей тепловых потоков с вдувом газа и без вдува. После вдува газа подается электропитание на трансформаторы 26

₃₅ блока 25 регулирования тока разогрева пробоотборников 11 и 12. В цепи вторичной обмотки трансформаторов 26 течет ток, который разогревает пробоотборники 11 и 12.

⁴⁰ Термопары 3θ контролируют температуру стенки у отверстий 29 отбора пробы и через вторичный прибор 31 подают сигнал на регулятор 27, который, воздействуя на потенциометр

⁴⁵ 28, поддерживает ток в цепи таким, что температура стенки у отверстий 29 всегда выше температуры кризиса пленочного кипения. Капли жидкости, , подходя к стенке пробоотборника,

⁵⁰ отскакивают от нее, так как жидкость при такой температуре не может существовать у стенки. Таким образом, при открытии клапанов 20 и 21, сообщающих пробоотборники через трубо55 проводы 17 и 18 с газоанализатором 16, в последний поступает только паровая фаза с распределенным в ней неконденсирующимся газом.

5 913153

При открытии клапана 22 в газоанализатор поступает пар, отобранный из потока с эталонным паросодержанием (в данном конкретном примере х = 1). После определения концентрации неконденсирующегося газа в местах отбора проб массеаое паросодержание легко определяется из пропорции

^х* _ ^χι

<0

х и с^ - массовое паросодержание и концентрация неконденсирующегося газа в конт- 15 рольном сечении (эталонное паросодержание);

х^· - массовое паросодержание в сечении парогенератора (определяемое); 20

с· - концентрация неконденсирующегося газа в этом сечении .

После взятия проб клапаны 20 - 22 закрываются, подача газа прекращэ- 25 ется закрытием клапана 4. Система разогрева может быть отключена снятием электропитания с трансформаторов 26. После изменения параметров двухфазного потока, например, массового зо расхода, давления и др. отбор проб и определение массового паросодергания в сечениях, соответствующих отбору проб, могут быть повторены.

Применение изобретения позволяет ₅ сократить количество экспериментальных работ, необходимых для испытаний криогенного оборудования за счет повышения достоверности определения массового паросодержания.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для определения массового паросодержания в двухфазном парожидкостном потоке,содержащее парогенератор с запорным органом для подачи жидкости .систему подачи неконденсирующегося газа и расположение по длине парогенератора пробоотборники, один из которых установлен в линии отбора пробы с эталонным паросодержанием, отличающееся тем, что,

   с целью повышения точности и надежности определения путем исключения попадания жидкости в пробоотборники, каждый из них снабжен термопарой, установленной на его внутренней стенке, и блоком регулирования тока обогрева пробоотборника, один вход которого связан с термопарой, а другой вход и выход подключены к соответствующим концам пробоотборника.
2. 2, Устройство по η. 1, отличающееся тем, что пробоотборники изолированы от стенок парогенератора посредством втулок.