Способ определения параметров газосодержания двухфазного потока Советский патент 1984 года по МПК G01N15/02 

1.

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике и может быть использовано для определения размеров газовых включений и их концентраций в зависимости от размеров .

Известен способ экспериментального определения газонасьнцения двухфазного пошшка, основанный на фотосъемке газовых включений 1.

Недостатком этого способа является то, что фотосъемка дает проекцию газораспределения в пространственном двухфазном потоке и результаты измерений недостаточно точны. Наиболее близким к изобретению является способ определения параметров газосодержания двухфазного потока, основанный на различных скоростях охлаждения измерительного элемента термоанемометра, введенного на гидродинамическом ноже в двухфазный поток, в жидкой и газовой среде. Сигнал с датчика термоанёмометра преобразуете в импульсную последовательность, в которрй длительность и порядок следования импульсов соответствуют прохождению газовьах включений через термоанемометр 2.

Недостатком данного способа является невысокая точность измерений, обусловленная возмущениями потока зондом значительных размеров и ограничения по скорости потока (до . 10 м/с) и размерам газовых вклйчений (свыше 2 мм).

Цель изобретения w повышение точности, упрощение процесса и расширение диапазона измерений параметров газосодержания двухфазного потока.

Эта цель достигается тем, что согласно способу определения параметров газосодержания двухфазного потока, основанному на введении в исследуемый поток чувствительного элемента на гидродинамическом ноже, в двухфазный поток последовательно вводят на гидродинамическом ноже кавернообразукщие тела и производят измерение длины, образованной введенным телом каверны, затем в однородном потоке создают искусственную каверну путем поддува газа за кавернообразующее тело и измеряют расход газа,необходимый для создания искусственной ка-.

верны в потоке той же длины, а

концентрацию газа С и относительную объемную концентрацию ,/С У газовой фазы в двухфазном потоке находят по уравнению

п

«...C.(2..D)VL, j--r....,n,

Г1, при ,

5 где (Л.. и . ;

J I О , при

Q; - расход газа на образование искусственной каверны за кавернообразугацим телом с поперечным 0размером D- ;

L,,Dj - продольный и поперечный размеры кавернообразукщего тела; dfi - диаметр газовой фракции в двухфазном потоке, лежащей в диа5пазоне D, d, ;

V - скорость набегающего потока

перед кавернообразуклдим телом. На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаёмо0 го способ.а.

Способ реализуется следующим образом.

Для измерения параметров двухфарного потока кавернообразугацее 5 тело 1, установленное на державке со шкалой 2 делений, вводят на гид|родинамическом ноже 3 в поток, магистраль 4 поддува и расходомер 5 используют для подачи и определения д расхода воздуха, требуемого для создания искусственной каверны определенной длины в однородном потоке. Это достигается путем открытия напорного крана б для подачи: воздуха из рессивера 7. Скорость потока У 8, 9 м/с. В качестве кавернообразукЗщих тел использовались .кавитаторы длиной L, 1 см и диаметром и/ ( 0,4 MM,D,,xr 0,8 MMfD,. MM,JU.-v 1,6 мм),

Результаты эксперимента пред ставлены в таблице.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАЙЕТРОВ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ даУХФАЗНОГО |10ТСЖА-, основанный на введении в сследушлый поток чувствительного элемента.на гидродинамическом ножа отличающий с я тем, что/ с цепью повьтения точности и pacaim рения диапазона измерений, в двухфазный поток последовательно вводя на гидродинамическом ноже кавернообразуюцие тепа и производят измерение дпины образованной введенным телом каверны, затем в однородном потоке создают искусственную каверну путем поддува газа за каверно-образукщее тепо и измеряют расход :газа, необходимый для создания ис:кусственной каверны в потоке той же длины, а концентрацию газа Cf и от|носительную объемную концентрацию газовой фазы в двухфазном потоке находят по- уравнению ) -- где «.. .i J |0, при расход газа на образование искцгрственной каверны за кавернообразувщим телом с поперечным размером и. ; U.B,- продольный и поперечный размеры кавернообразующего тела; eJ, диаметр газовой фракции в двухфазном потоке, лежащей в диапазоне D;.di DUl i скорость набегающего потока перед кавернообразукщим телом.

Необходимая величина расхода воздуха для создания каверны длиной Q. (Л/с Концентрация газовой фазы с размерами . J). С 1 , %

0,020,022 0,15 0,005

10

4030

20

Подставив в уравнение величины в; и Dj приведенные в таблице, систе|му уравнений с неизвестными C,i( f :1,2,) г запишем в виде i 0,54 3 4+5С--Ь7С +9С4, 0,33 ЗС,., 0,152 1,8С,42,2С./, 0,429 бС.

В результате решения найдем ,,02, ,04, Cg20,03, ,01,

. o.i.-.

tc

С , ,

с

- Л4

Cj - YOOo/b 300/0 ,

С. -(.

с

в случае необходимости можно увеличить число используемых кавиаторов и получить распределение концентра,ций С{ с меньшим интервалом

,°i

).

{t

Прёдласаемый способ позволяет Уве10личить точностьi упростить процесс, снизить материальные .затраты на проведение эксшеримента и расширить диапазон измерения парги 1етров двухфазных течений.-