СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОЗНОСТИ КИПЯЩЕЙ ПОРОШКООБРАЗНОЙ СРЕДЫ Российский патент 2003 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Предшествующий уровень техники
Известен способ определения порозности кипящей порошкообразной среды, в котором производят подачу газа от источника избыточного давления через трубку в порошкообразную среду, измеряют величину расхода газа через трубку, формируют также через полость трубки излучение в СВЧ-диапазоне, а определение порозности осуществляют по расходу газа и параметрам СВЧ-излучения [1] .

Недостатком способа является зависимость измерений от уровня кипящего слоя порошкообразной среды, а также физических свойств ее частиц.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ определения порозности кипящей порошкообразной среды, включающий измерение перепада давления в кипящем слое с помощью импульсной трубки, периферийный обдув импульсной трубки пульсирующей струей газа, частота пульсаций которой равна частоте пульсаций давления в кипящем слое, а скорость истечения больше или равна скорости течения ожижающего газа, а величину перепада давления определяют по разности величин давления в импульсной трубке и струе обдуваемого газа [2].

Недостатками способа являются сложность конструкции устройства, реализующего способ, а также зависимость измерений от уровня кипящего слоя, физических свойств частиц порошкообразной среды.

Сущность изобретения
Задачей данного предложения является обеспечение исключения влияния на определяемые значения порозности изменений уровня порошкообразной среды, а также размеров и формы частиц.

Предметом изобретения является способ определения порозности кипящей порошкообразной среды, при котором одновременно производят подачу газа от источника избыточного давления в две трубки, измеряют разность давлений между полостями выходных концов трубок, размещенных на разных высотах, измеряют плотность материала частиц и газа, разность высот размещения трубок, подачу газа от источника избыточного давления производят в каждую трубку через постоянное гидравлическое сопротивление, а порозность порошкообразной среды определяют согласно выражению:

где ε - порозность порошкообразной среды;
Р₁ и Р₂ - давления в полостях выходных концов соответственно верхней и нижней трубок, кг/см²;
ρ_T и ρ_O - плотность соответственно материала частиц порошкообразной среды и газа, кг/см³;
z - разность высот размещения выходных торцов трубок, см.

Кратное описание чертежа
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен вариант реализации способа.

Устройство, реализующее способ, содержит две трубки 1, 2, размещенные на разных высотах Н₁ и Н₂, источник избыточного давления 3 и постоянные гидравлические сопротивления (жиклеры) 4, 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом. От источника избыточного давления 3 газ поступает через жиклеры 4, 5 и полости трубок 1, 2 в контролируемую порошкообразную среду. В зоне флюидизации газа из трубок, которые необходимо размещать со смещением торцов относительно друг друга, гидравлическое сопротивление слоя порошкообразной среды можно определить из уравнений баланса масс:
P₁ = (ρ_T-ρ_O)(1-ε)H₁+P_O,
P₂ = (ρ_T-ρ_O)(1-ε)H₂+P_O.
В результате совместного решения этих уравнений (при Н₂=Н₁+z, где z - разность высот размещения выходных концов трубок), получим выражение для определения порозности ε:

K = (ρ_T-ρ_O)•z.
Из этого уравнения следует инвариантность полученных значений порозности (ε) к уровню порошкообразной среды, размерам и форме частиц. Определение коэффициента К сводится к измерению стандартным методом плотности материала частиц, расстояния между трубками z, из справочных источников определению плотности газа, перемножению полученных величин.

Таким образом, за счет формирования потоков газа из трубок, размещенных на разных уровнях, и измерения разности давлений в полостях трубок после гидравлических сопротивлений и определения порозности согласно расчетному выражению достигается инвариантность полученных значений порозности от уровня порошкообразной среды, размеров и формы ее частиц.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1523975, кл. G 01 N 22/00, 1987 г.

2. Авторское свидетельство СССР 1395998, кл. G 01 N 16/08, 1986 г.

Использование: в энергетической, химической и других отраслях промышленности. Сущность: для определения порозности кипящей порошкообразной среды одновременно производят подачу газа от источника избыточного давления через две трубки, размещенные на разных высотах. Определение порозности осуществляют по значению разности давлений между полостями выходных торцов трубок, плотности материала частиц порошкообразной среды и газа согласно расчетному выражению. Технический результат изобретения заключается в исключении влияния размеров и формы частиц на определяемый параметр. 1 ил.

Способ определения порозности кипящей порошкообразной среды, при котором одновременно производят подачу газа от источника избыточного давления через две трубки в контролируемую порошкообразную среду, отличающийся тем, что измеряют разность давлений между полостями выходных торцов трубок, размещенных на разных высотах, измеряют плотность материала частиц и газа, разность высот размещения выходных торцов трубок, подачу газа от источника избыточного давления производят в каждую трубку через постоянное гидравлическое сопротивление, а порозность порошкообразной среды определяют согласно выражению:

где ε - порозность порошкообразной среды;
Р₁, Р₂ - давление в полостях выходных концов соответственно верхней и нижней трубок, кг/см²;
ρ_T, ρ_O - плотность соответственно материала частиц порошкообразной среды и газа, кг/см³;
z - разность высот размещения выходных торцов трубок, см.