Способ исследования парогазожидкостных систем Советский патент 1983 года по МПК G01N7/14 

4; СП

О

00 Изобретение СУГНОСИТСЯ к sravmHecKOfi промышленности, теплоэнергетике и может быть использовано гфи отработ. ке и испытани1гх; парогазожицкостных систем. Возгткновение и характер образовани легкой фазы{ЛФ) в парогазон ицкостнь1х системах зависят от числа центров ее образования {зароцышей). Их уцепьная (на единицу поверхности) плотность или виц ее зависимости от опрецепяющик процесс параметров являются необхоцимы ми компоненталш исхоцных данных для расчета процессов массо- и тепломаособмена и опрецеляются экспериментаяь но, Известен визуальный способ опреаепе ния количества центров образования лех кой фазы, закгаочающийся в перегреве (вслецствие поцобия процессов массЬобмена и тепломассобмена перегреву исицкости при кипении соответствует перепа ц концентрации- при разна сыщении) кицкости, измере1лш цавления и темпера туры жидкости и визуальном попечете действующих центров на контрольном участке поверхности Г1 . Визуальный подсчет числа центров по мере роста их плотности становится Qce менее точным и все более затруднительным. Реально цаннйй способ Исполь-. зуют до плотностей порядка 0,3 - 1,0 с Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ исследования парогазонсицкостных систем заключающийся в том, что систему поме щают в замкнутый сосуд, измеряют в нем давление и температуру переводггг мшдкость в неравновесное состояние снижением давления за счет сброса ЛФ и определяют количество центров образе- вания ЛФ Гз . Для определения числа центров образования ЛФ при большей их плотности применяют кинофотосъемку, которая поэ- воляет на порядок менее различить o-iw дельные центры образования ЛФ. Однако хаотичности действия центров и присутствия в ндадкости множества пузырей при плотностях свыше 9 см кинокамера также не позволяет решить задачу. Цепь изобретения - повышение точноо ти опредеяег-шя количества центров образования легкой фазы. Поставленная цель, достигается тем, что согласно способу исследования парсгазожидкостных систем, заключающемуся в том, что систему помещают в замкнутый сосуд, измеряют в нем цавпение и температуру, провопят жидкость в н&равновесное состояние снижением аавпения за счет сброса легкой фазы и oi. рецеляют количество центров образования легкой фазы, во время снижения цавления измеряют скорость его иам&нения и в момент перемены знака скорости регистрируют цавпение и расхоц легкой фазы, а также время снижения давления, по которым рассчитывают количество центров образования легкой фазы. Введение исследуемой жидкости в неравновесное состояние (перегрев или пересыщение) вызывает появление в жидкосуги пузырьков ПФ. Для малых и средних давлений, когца пар или газ можно считать идеальным газом, сщзавеоливо уравнение Мамонтова для переменной массы газа я Р к /Г г di вХ БЫХ/ I где Р - давление в системе; t - время; массовые приход и расход ЛФ; К - комплекс некоторых физичесвзпс величин, явД5пощихся постоянными в рассматриваемом случае. По мере падения давления в сосуде рост пузырьков интенсифицируется, а расход ЛФ уменьшается, В некоторый момент времени после начала процесса снижения дав. пения приход ЛФ в растущие пузырьки становится равным расходу из подушки, что приводит к -4т- С),т. е. наблюдает СЯ перемена знака изменения давления. Давление в сосуде в этот момент мнкимапьное (Р ) Массовый приход ЛФ можно представить в виде проиэвеаения BX S где п - число растущих (в момент 4х-) пузырьков; Q - скорость роста единичного срецнеинтегрального пузырька; Поскольку Q,iJ вх искомое количество центров образования ЛФ определяется как П (3) Скорость роста пузырька при образовании ЛФ (пара) в перегретой жидко1:ти -G.,)F тце F - ппощаць поверхности ецинкчн го пузырька; Т- - начальная температура жидко Т - температура, соответствующа цавпению .Ррр на пинии насыщения; г - удепьная теплота парообразов ния. Зцесь коэффициент теппоотцачи п «/ П Ж/С) I (5) гце Npj - критерий Нуссепьта, равный единице для условий всппыва ния пузырьков; Л о, - коэффициент теплопроводност жидкости; R - радиус единичного пузырька. Для сферических пузырьков 7,9Svf, (Ь) где объем единичного пузырька /1 ,,, (V - удельный объем пара придавлю НИИ на линии насыщения; Q масса единичного парового пузырька). Тогда tSG,А И/З./З (,, - 7,( Разделение переменных и интегрирование при 3/2

где 1Г - время с начала снижения давления до момента, при котором d. 0

dt

Вследствие быстротечности ( порядка 0,05 - ОД с) процесса снижения давления и его :практической равномер ности интеграл в уравнешш (8) можно представить в виде

Г

() T{VT5) Тогда для случая образования ЛФ в перегретой жидкости знаменатель формулы (3) будет иметь вид

ЬУ2

1/2

.

(о-Ч

b«

, (8)

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

В герметичной емкости 1 находятся исследуемая жидкость 2 и ЛФ 3. Измеритель давления 4 фиксирует давление ПФ Снижение давления осуществляется с помощью сброса ЛФ через дренажный клапан 5, расход ЛФ при этом измеряется измерителем 6 расхоца. В жидкост установлен измеритель 7 ее температуры

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют в замкнутом сосуде с исследуемой системой температуру жидкости TQ и давпенле ЛФ PQJ пер&водят жидкость в неравновесное соотояние,цля чего включением клапана 5 произвоцят снижение давления за счет д ч1/ 3/2 (VT,,«.«. 1П Скорость роста пузырьков ЛФ в пер&насыщенной растворенным газом жидкооти, 1г (Со-С).(0) Здесь коэффшшент массоотдачи где диффузионный критерий Нуссельта Nj 1; D - коэффициент молекулярной ,С - начальная и конечная концентра. НИИ растворенного в жидкости га;за)соотвётствующие по закону Генри давленияк PQ и F. соответственно. Тогда с учетом формулы (6) ,, -7,85) (11) где V - удельный объем растверенного газа при давлении Разделение переменных и интегрирование при ( . 1- О дает о b,, f«3Dv «J«ff()diJ«. (-,2, Аппроксимация интеграла произведу. нием позволяет получить знаменатель формулы (3) цля случая образования ЛФ в газированной жидкости в виде

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРОГАЗОЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ, заключаюишйся в том, что систему пом&щают в. замкнутый сосуц, измеряют в нем давление и температуру, перевопят ншцкость в неравновесное состоюгае снижением давления за счет сброса фазы и определяют количество ценгров образования легкой фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения количества центров образования легкой фазы, во время снижения цавления измеряют скорость его иэм нения и в момент перемены знака скорости регистрируют аавпение и расход легкой фазы, а также время снижения давления, по которым рассчитывают количество центров образования легкой фазы. (Л А /5