СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ РАЗДЕЛА ФАЗ В КАНАЛАХ Российский патент 2014 года по МПК G01F23/24 

Описание патента на изобретение RU2506544C2

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при определении раздела фаз в парогенерирующих установках.

Известно большое количество уровнемеров. Работа уровнемеров основана на различных физических принципах. Известен гидростатический уровнемер (В.П. Преображенский. Теплотехнические измерения и приборы, третье издание, переработанное. - Москва «Энергия», 1978 г., с.530). Принцип работы гидростатического уровнемера заключается в измерении давления столба жидкости и определении на основе измеренного давления столба жидкости уровня раздела фаз.

Основной недостаток гидростатического уровнемера при использовании его для измерения уровня в каналах с двухфазным слоем состоит в том, что плотность теплоносителя, на основе которого определяется высота столба жидкой фазы отличается от плотности воды на линии насыщения, которая используется для расчета уровнемера (В.А.Демченко. О точности измерения уровня воды в парогенераторах АЭС. Теплоэнергетика, №2, 1999, с.56). Ошибка определения уровня может быть значительной (25-35%).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ определения уровня газовой фазы в канале заключающийся в том, что устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести, нагревают датчик путем пропускания тока через датчик, измеряют электрическое сопротивление датчика R. (Детектирование нижнего уровня масла с помощью термисторов (Low oil level sensing with thermistors. Loisch J. SAE Techn. Pap.Ser., 1989, №891758, 67-70). Контрольно-измерительная техника, №4, 1991 г. Государственный комитет по науке и технике. Академия наук СССР. Всесоюзный институт научной и технической информации (ВИНИТИ).

Основной недостаток способа в том, что на его основе невозможно определить уровни раздела фаз в каналах, где присутствует паровая, жидкая фаза и двухфазный слой.

Предлагается.

1. Способ определения уровня раздела фаз в каналах заключающийся в том, что устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести, нагревают датчик путем пропускания тока через датчик, измеряют электрическое сопротивление датчика R, отличающийся тем, что измеряют ток I, проходящий через датчик, определяют приращение температуры датчика на участках датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=I2R/(πdLαп), Δtж=I2R/(πdLαж).

Определяют удельное электрическое сопротивление датчика, контактирующего с жидкой ρж и паровой ρп фазами ρп0(1+βΔtп), ρж0(1+βΔtж), определяют толщину парового hп и жидкостного слоя hж.

hп=(R·S-ρжL)/(ρпж), hж=L-hп, где ρж и ρп - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой и паровой фазе соответственно; R - электрическое сопротивление датчика; I - ток через датчик; L - длина датчика; S - поперечное сечение датчика, ρ термический коэффициент сопротивления, d - диаметр датчика, ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°С, αп, αж - коэффициенты теплоотдачи при взаимодействии датчика с паровой и жидкой фазами соответственно определяются в предварительных опытах.

2. Способ определения уровня раздела фаз в каналах по п.1 отличающийся тем, что устанавливают дополнительный датчик, длина которого равна длине основного датчика, в виде электропроводной проволоки в сечении канала, в котором отсутствует двухфазный слой, нагревают дополнительный датчик путем пропускания тока, измеряют ток I1, измеряют электрическое сопротивление дополнительного датчика R1, определяют приращение температуры датчика на участках дополнительного датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами

Δtп=I12R1/(πdLαп), Δtж=I12R1/(πdLαж)

Определяют удельное электрическое сопротивление дополнительного датчика, контактирующего с паровой и жидкой фазами

ρп0(1+βΔtп), ρж0(1+βΔtж),

определяют толщину слоя, соответствующего суммарной толщине парового и двухфазного слоя hп1=hп+hдв, hп1=(R1·S-ρжL)/(ρп1-ρж)

определяют толщину жидкостного слоя,

hж=L-(R1·S-ρжL)/(ρп1ж), определяют электрическое сопротивление основного датчика, соответствующее длине hп1 - суммарной толщине парового и двухфазного слоя, Rп1=R-ρжhж/S,

определяют толщину парового и двухфазного слоя

hп=(Rп1·S-ρдвhп1))/(ρпдв), hдв=L-hж-hп,

где R1 электрическое сопротивление дополнительного датчика; L - длина датчика; I1 - ток через дополнительный датчик; S - поперечное сечение дополнительного датчика; ρдв - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в двухфазном слое, ρп в паровом слое, ρж - в жидкостном слое; R - электрическое сопротивление основного датчика.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении точности определения уровня раздела паровой и жидкой фаз, что обеспечивается тем, что измеряют ток I, проходящий через основной датчик, определяют приращение температуры датчика на участках датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=I2R/(πdLαп), Δtж=I2R/(πdLαж). Определяют удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой ρп фазах ρп0(1+βΔtп), ρж0(1+βΔtж), определяют толщину парового hп и жидкостного слоя hж

hп=(RS-ρжL)/(ρпж), hж=L-hп, где ρж и ρп - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой фазе соответственно; R - электрическое сопротивление основного датчика; I - ток через датчик; L - длина датчика; S - поперечное сечение датчика, β - термический коэффициент сопротивления, d - диаметр датчика, ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°C, αп, αж - коэффициенты теплоотдачи на поверхности датчика при взаимодействии с паровой и жидкой фазами соответственно - определяются в предварительных опытах.

В случае наличия в канале двухфазного слоя технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении точности определения уровня раздела паровой, жидкой фаз и двухфазного слоя, что обеспечивается тем, что устанавливают дополнительный датчик, длина которого равна длине основного датчика, в виде электропроводной проволоки в сечение канала, в котором отсутствует двухфазный слой, нагревают дополнительный датчик путем пропускания тока, измеряют ток I1, измеряют электрическое сопротивление дополнительного датчика R1, определяют приращение температуры датчика на участках дополнительного датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=I12R1/(πdLαп), Δtж=I12R1/(πdLαж), определяют удельное электрическое сопротивление дополнительного датчика, контактирующего с паровой и жидкой фазами ρп0(1+βΔtп), ρж0(1+βΔtж), определяют толщину слоя, соответствующего суммарной толщине парового и двухфазного слоя hп1=hп+hдв,

hп1=(R1·S-ρжL)/(ρп1ж), определяют толщину жидкостного слоя, hж=L-(R1·S-ρжL))/(ρп1ж), определяют электрическое сопротивление основного датчика, соответствующее длине hп1 - суммарной толщине парового и двухфазного слоя, Rп1=R-ρжhж/S, определяют толщину парового и двухфазного слоя, hп=(Rп1·S-ρдвhп1))/(ρпдв),

hдв=L-hж-hп, где R1 - электрическое сопротивление дополнительного датчика; L - длина датчика; I1 - ток через дополнительный датчик; S - поперечное сечение дополнительного датчика; ρдв - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в двухфазном слое, ρп в паровом слое, ρж - в жидкостном слое; R - электрическое сопротивление основного датчика.

Достижение технического результата, заключающегося в повышении точности определения уровней раздела паровой и жидкой фаз, обеспечивается за счет различного приращения температур частей датчика, находящегося в паровой и жидкой фазах и, соответственно, различного изменения удельных электрических сопротивлений датчика при пропускании тока через датчик.

Достижение технического результата, заключающегося в повышении точности определения уровней раздела паровой, жидкой фаз и двухфазного слоя, обеспечивается за счет установки дополнительного датчика в сечении канала, в котором отсутствует двухфазный слой, измерения сопротивления дополнительного датчика R1, определения сопротивления основного датчика, соответствующую суммарному сопротивлению парового и двухфазного слоя и определения толщины парового и двухфазного слоя.

Способ определения уровня раздела фаз в каналах осуществляется следующим образом.

1. Устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести

2. Нагревают датчик путем пропускания тока через датчик

3. Измеряют ток, проходящий через датчик

4. Измеряют электрическое сопротивление датчика R

5. Определяют приращение температуры на участках датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазах

Δtп=q/αп, Δtп=q/αж

αп, αж - коэффициенты теплоотдачи при нахождении датчика в паровой и жидкой фазах соответственно, кВТ/м2°С, q плотность теплового потока на поверхности датчика кВТ/м2, q=I2R/П, где П обогреваемый периметр П=πdL, Δtп=I2R/πdLαп, Δtж=I2R/πdLαж

6. Определяют удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой ρп фазах - используется зависимость удельного электрического сопротивления материала датчика от температуры, ρт0(1+βΔt), ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°С, β - температурный коэффициент сопротивления. Для нержавеющей проволоки ρт=0.71(1+0.00091 Δt)

7. Определяют толщину парового (газового) hп и жидкостного слоя hж:hп=(RS-ρжL)/(ρпж), hж=L-hп, где ρж и ρп - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой фазе соответственно; R - электрическое сопротивление датчика; L - длина датчика; S - поперечное сечение датчика.

Полученные значения hп, hж являются первым приближением. Далее значения hп, hж уточняются. Определяется новое значение Rп, Rж на участках датчика, взаимодействующего с паровой и жидкой фазах

Rппhп/S, Rжж hж/S, тепловые потоки qп=I2Rп/πdhп, qж=I2Rп/πdhп, Δtп=I2ρп/πdSαп, Δtж=I2ρж/πdS αж и новые значения ρп, ρж, hп, hж. Расчет заканчивается при достижении определенной разности Δhп=hпn+1- hпn≤δ, где hпn+1, hпn - n и n+1 значения толщины парового слоя hn, δ = точность расчета.

Способ определения уровня раздела фаз в каналах, в которых присутствует двухфазный слой, осуществляется следующим образом.

1. Устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести

2. Нагревают датчик путем пропускания тока через датчик

3. Измеряют ток I, проходящий через датчик

4. Измеряют электрическое сопротивление датчика R

5. Устанавливают дополнительный датчик в виде электропроводной проволоки в сечении канала, где отсутствует двухфазный слой

6. Нагревают датчик путем пропускания тока через датчик

7. Измеряют ток I1, проходящий через дополнительный датчик

8. Измеряют электрическое сопротивление дополнительного датчика R1

9. Определяют удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой ρп фазах соответственно,

Для определения ρж, ρп определяют приращение температур на участках дополнительного датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=q/αп, Δtп=q/αж αп, αж - коэффициенты теплоотдачи в паровой и жидкой фазах соответственно, кВТ/м2°С, q - плотность теплового потока на поверхности датчика кВТ/м2, q=I12R1/П, где П - обогреваемый периметр П=πdL.

10. Определяют удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой ρп фазах - используется зависимость удельного электрического сопротивления материала датчика от температуры, ρт0(1+βΔt), ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°С, β - температурный коэффициент сопротивления. Для нержавеющей проволоки ρт=0.71(1+0.00091 Δt)

11. Определяют толщину слоя, соответствующего суммарной толщине парового и двухфазного слоя hп1=hп+hдв

hп1=(R1·S-ρжL)/(ρп1ж), определяют толщину жидкостного слоя

hж=L-(R1·S-ρжL))/(ρп1ж), определяют электрическое сопротивление основного датчика, соответствующее длине hп1 - суммарной толщине парового и двухфазного слоя, Rп1=R-ρж hж/S, определяют толщину парового и двухфазного слоя, hп=(Rп1·S-ρдвhп1))/(ρпдв), hдв=L-hж-hп, где R1 электрическое сопротивление дополнительного датчика; L - длина датчика; I1 - ток через дополнительный датчик; S - поперечное сечение дополнительного датчика; ρдв - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в двухфазном слое, ρп в паровом слое, ρж - в жидкостном слое; R - электрическое сопротивление основного датчика. Полученные значения hп, hж, hдв являются первым приближением. Далее значения hп, hж, hдв уточняются.

На фиг.1 показана схема размещения датчика в парогенераторе, где отсутствует двухфазный слой. В парогенерирующем устройстве 1 имеем паровой слой толщиной hп и жидкостный слой толщиной hж. Через электроизолятор 2 введен датчик 3, выполненный в виде электропроводной проволоки. Длина датчика 3 равна L=hп+hж. На фиг.2 показана схема размещения датчика в парогенераторе, где присутствует двухфазный слой. В парогенерирующем устройстве 1 имеем паровой слой толщиной hп, жидкостный слой толщиной hж и двухфазный слой толщиной hдв. Через электроизоляторы 2 введен основной датчик 3 и дополнительный датчик 4. Датчики выполнены в виде электропроводной проволоки. Длина датчика 4 равна L=hп1+hж. Паровой слой hп1=hдв+hп. Пример определения уровня раздела фаз в парогенераторе АЭС при наличии двухфазного слоя. В качестве базовой длины принята длина 4 м. В качестве датчика используем нержавеющий провод диаметром 1 мм, длина 4 м. Ток, пропускаемый через основной и дополнительный датчик, I=I1=10А. Измеренное сопротивление основного датчика - R=4,05 Ом, дополнительного R1=4,15 Ом, S=πd2/4=0,78510-6м2, ρ0=0,71 Ом мм2/м. Определим удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой фазе. Для этого определим среднюю плотность теплового потока на поверхности дополнительного датчика q=W/П=I12 R/πd L=100·4,15/πd L=100 4,15/π·1·4·10-3=33,04 кВт/м2, W, П - электрическая мощность, подведенная к проводнику и обогреваемый периметр проводника соответственно, d - диаметр проводника. Определяем приращение температуры Δtп, Δtж на частях провода, находящихся в контакте с паровой и жидкой фазой., Δtп=q/αп, Δtж=q/αж, αп, αж - коэффициенты теплоотдачи провода с паровой и жидкой фазах соответственно, кВТ/м2°С. Определяются либо в предварительных опытах, либо из литературных источников. Примем следующие значения αп, αж.

αп=100 Вт/м2°С, αж=5000 Вт/м2°С, Δtп=q/αп=33040/100=330,4°С, Δtж=q/αж=33040/5000=6,608°С, ρп=0,71(1+0,00091·330.4)=0,9237, ρп1п, ρж=0,71(1+0,00091·6,608)=0,7143, hп1=(4,15·0,785-0,714·4)/(0,916-0,714)=1,98886, hж=4-1,98886=2,011

Определяем электрическое сопротивление основного датчика, соответствующее длине hп1 - суммарной толщине парового и двухфазного слоя

Rп1=R-ρж hж/S=4,05-0,714 2,011/0,785=2,2208

hп=(Rп1·S-ρдв hп1))/(ρп1дв)=(2,2208 0,785-0,715 1,98886)/(0,916-0,715)=1,5996, hдв=4-2,011-1,5996=0,3894,

где ρдв=0,71(1+0,00091·1,612)=0,715, Δtдв=q/αдв=1,612. αдв - коэффициент теплоотдачи в двухфазном слое - принят равным 20000 Вт/м2°С.

Второе приближение - определяем электрическое сопротивление датчика (провода), находящегося в паровой и жидкой фазах, Rпп hп/S=0,9237 1,98886/0,785=2,3403, Rж=1,809. Определяем тепловые потоки и, соответственно, приращение температур на части датчика, находящегося в паровой и жидкой фазах qп=100 2,3403/3,14·1·1,9886=37149,5 Вт/м2, Δtп=371,49°С, Δtж=5,73°С. ρп=0,947, ρж=0,7137

hп1=(4,15·0,785-0,7137·4)/(0,947-0,7137)=1,727

hж=4-1,7274=2,273, Rп1=R-ρж hж/S=4,05-0,7137 2,273/0,785=1,933,

hп=(Rп1·S-ρдвhп1))/(ρп1дв)=(1,933·0,785-0,711 1,727)7(0,947-0,7137)=1,2396, hдв=4-2,273-1,273=0,454, где ρдв=0,71(1+0,00091·1,447)=0,711, Δtдв=q/αдв=1,447. Разница между первым и вторым приближением толщины β=(0,454-0,3894)-100/0.454=14,2%.

Третье приближение двухфазного слоя.

Определяем электрическое сопротивление датчика (провода), находящегося в паровой и жидкой фазах

Rпп hп1/S=0,947 1,727/0,785=2,0834, Rж=0,7137 2,273/0,785=2,066, qп=100 2,0834/(3,14 1 1,727)=38419, Δtп=384,19°С, Δtж=5,789°С.

ρп=0,955, ρж=0,7136. Определяем тепловые потоки и приращение температур на части датчика, находящегося в паровой и жидкой фазах.

qп=100 2,3403/3,14·1·1,9886=37149,5 Вт/м2, Δtп=371,49°С, Δtж=5,73°С.

ρп=0,947, ρж=0,7137. hп1=(4,15·0,785-0,7136·4)/(0,955-0,7136)=1,6706

hж=4-1,7274=2,3294Rп1=R-ρж hж/S=4,05-0,7136 2,3294/0,785=1932,

Rдв=0,711 0,454/0,785=0,4112, qдв=100 0,4112/(3,14 1 0,454)=28845. hп=(Rп1·S-ρдв hп1))/(ρп1дв)=(1,9324·0,785-0,711 1,6706)/(0,955-0,7109)=1,352, hдв=4-2,2304-1,35=0,4196,

где ρдв=0,71(1+0,00091·1,447)=0,711, Δtдв=q/αдв=1,442. Разница между вторым и третьим приближением толщины двухфазного слоя составляет β=(0,454-0,4196)-100/0,454=7,5%.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность определения уровня раздела паровой, жидкой фаз и двухфазного слоя, что обеспечивается за счет различного приращения температур частей датчика, находящегося в паровой и жидкой фазах и, соответственно, различного изменения удельных электрических сопротивлений датчика при пропускании тока через датчик.

Похожие патенты RU2506544C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ 2006
  • Болтенко Эдуард Алексеевич
  • Шаров Виктор Петрович
RU2320999C2
ТЕРМОПАРА 2004
  • Болтенко Дмитрий Эдуардович
  • Кирин Николай Николаевич
  • Болтенко Эдуард Алексеевич
  • Шаров Виктор Петрович
RU2289107C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЖИДКОСТИ В СТАЦИОНАРНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ 2005
  • Болтенко Эдуард Алексеевич
  • Шаров Виктор Петрович
RU2295730C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИННОГО ЛОКАЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО ПАРОСОДЕРЖАНИЯ 2007
  • Болтенко Эдуард Алексеевич
  • Болтенко Дмитрий Эдуардович
RU2337350C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ФАЗ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА 1988
  • Болтенко Э.А.
  • Джусов Ю.П.
SU1549307A1
СПОСОБ РАБОТЫ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ 2006
  • Болтенко Эдуард Алексеевич
RU2359346C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ФАЗ В ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ 2003
  • Болтенко Эдуард Алексеевич
  • Болтенко Дмитрий Эдуардович
RU2267771C2
Устройство для измерения температуры двухфазного потока 1983
  • Болтенко Эдуард Алексеевич
  • Корниенко Юрий Николаевич
  • Кочеткова Светлана Николаевна
SU1177690A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ РАСХОДОВ КОМПОНЕНТОВ ДВУХФАЗНОЙ СРЕДЫ 1991
  • Алексеев А.И.
  • Мамедов И.С.
  • Филиппов Ю.П.
RU2010169C1
СПОСОБ ПРОГНОЗА ЕМКОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ТИПА ФЛЮИДОНАСЫЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ 2013
  • Тригубович Георгий Михайлович
  • Филатов Владимир Викторович
  • Багаева Татьяна Николаевна
  • Яковлев Андрей Георгиевич
  • Яковлев Денис Васильевич
  • Агафонов Юрий Александрович
  • Шарлов Максим Валерьевич
RU2540216C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 506 544 C2

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ РАЗДЕЛА ФАЗ В КАНАЛАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении раздела фаз в парогенерирующих установках. Способ заключается в том, что устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести нагревают датчик путем пропускания тока через датчик, измеряют электрическое сопротивление датчика R, отличающийся тем, что измеряют ток I, проходящий через датчик, определяют приращение температуры датчика на участках датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=I2R/πdLαп, Δtж=I2R/πdLαж, определяют удельное электрическое сопротивление датчика, контактирующего с паровой и жидкой фазами ρп0(1+βΔtп), ρж0(1+βΔtж), определяют толщину парового hп и жидкостного слоя hж:hп=(RS-ρжL)/(ρпж), hж=L-hп, где ρж и ρп - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой фазе соответственно; R - электрическое сопротивление датчика; I - ток через датчик; L - длина датчика; S - поперечное сечение датчика, β - термический коэффициент сопротивления, d - диаметр датчика, ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°C, αп, αж - коэффициенты теплоотдачи на поверхности датчика при взаимодействии с паровой и жидкой фазами. В случае наличия в канале двухфазного слоя, дополнительно устанавливается дополнительный датчик в виде электропроводной проволоки в сечении канала, где отсутствует двухфазный слой. Технический результат - повышение точности определения уровней раздела паровой, жидкой фаз и двухфазного слоя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 506 544 C2

1. Способ определения уровня раздела фаз в каналах, заключающийся в том, что устанавливают датчик, выполненный, например, в виде электропроводной проволоки, в канале по направлению силы тяжести, нагревают датчик путем пропускания тока через датчик, измеряют электрическое сопротивление датчика R, отличающийся тем, что измеряют ток I, проходящий через датчик, определяют приращение температуры датчика на участках датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами Δtп=I2R/πdLαп, Δtж=I2R/πdLαж,
определяют удельное электрическое сопротивление датчика, контактирующего с паровой и жидкой фазами
ρп0(1+βΔtп), ρж0(1+βΔtж), определяют толщину парового hп и жидкостного слоя hж:hп=(RS-ρжL)/(ρпж), hж=L-hп,
где ρж и ρп - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в жидкой ρж и паровой фазе соответственно; R - электрическое сопротивление датчика; I - ток через датчик; L - длина датчика; S - поперечное сечение датчика, β - термический коэффициент сопротивления, d - диаметр датчика, ρ0 - удельное электрическое сопротивление материала датчика при t=20°C, αп, αж - коэффициенты теплоотдачи на поверхности датчика при взаимодействии с паровой и жидкой фазами соответственно -определяются в предварительных опытах.

2. Способ определения уровня раздела фаз в каналах по п.1, отличающийся тем, что устанавливают дополнительный датчик в виде электропроводной проволоки в сечении канала, где отсутствует двухфазный слой, нагревают дополнительный датчик путем пропускания тока, измеряют ток I1, измеряют электрическое сопротивление дополнительного датчика R1, определяют приращение температуры датчика на участках дополнительного датчика, контактирующих с паровой и жидкой фазами
Δtп=I12R1/πdLαп, Δtж=I12R1/πd Lαж,
определяют удельное электрическое сопротивление дополнительного датчика, контактирующего с паровой и жидкой фазами
ρп0(1+βΔtп), ρж0(1+βΔtж), определяют толщину слоя, соответствующего суммарной толщине парового и двухфазного слоя hп1=hп+hдв=(R1·S-ρжL)/(ρп1ж), определяют толщину жидкостного слоя hж=L-(R1·S-ρжL)/(ρп1ж), определяют электрическое сопротивление основного датчика, соответствующее длине hп1 - суммарной толщине парового и двухфазного слоя, Rп1=R-ρжhж/S,
определяют толщину парового и двухфазного слоя
hп=(Rп1·S-ρдвhп1)/(ρпдв), hдв=L-hж-hп,
где R1 - электрическое сопротивление дополнительного датчика; L - длина датчика; I1 - ток через дополнительный датчик; S - поперечное сечение дополнительного датчика; ρдв - удельное электрическое сопротивление датчика, находящегося в двухфазном слое, ρп - в паровом слое, ρж - в жидкостном слое; R - электрическое сопротивление основного датчика.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2506544C2

«Low oil level sensing with thermistors
Loisch J
SAE Techn
Pap.Ser.», 1989, №891758, 67-70
Контрольно-измерительная техника, 1991, №4
Государственный комитет по науке и технике
Академия наук СССР
Всесоюзный институт научной и технической информации (ВИНИТИ)
СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ 1995
  • Алехин А.В.
  • Джусов Ю.П.
  • Калякин С.Г.
  • Кормилицын В.А.
  • Лифоров Д.В.
RU2097750C1
ИЗМЕРЕНИЕ МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА В ТРУБОПРОВОДЕ 2000
  • Аспелунн Эудун
  • Видерее Тор
RU2243510C2
Устройство для диагностики двухфазного потока 1980
  • Мельников Владимир Иванович
  • Махин Виталий Антонович
  • Дзятко Николай Францевич
SU901895A1
Центрифуга 1956
  • Гриценюк Ф.А.
  • Кликовка К.Н.
  • Хорьков П.Н.
SU105434A1

RU 2 506 544 C2

Авторы

Болтенко Эдуард Алексеевич

Шаров Виктор Петрович

Даты

2014-02-10Публикация

2012-02-17Подача