Устройство для измерения размеров капель электропроводной жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01N15/02 

1

Изобретение относится к технике измерений в дисперсных газожидкостных струях и потоках и может быть ипользовано для исследования дисперсности жидкой фазы в газожидкостных струйных охлаждающих устройствах, провых турбинах, форсунках высокого давления.

Цель изобретения - повьшление точности путем исключения возможности замыкания электродов вне измерительного зазора и деформации капель, а также расширение диапазона измерени размеров капель различной вязкости упрощение процесса измерений.

На фиг,1 и 2 показано устройство |Вид сверху, варианты выполнения; на фиг.З - зависимости числа замыканий от величин зазоров между электрода

ми; на фиг.4 - сечение А-А на фиг„1

Устройство состоит из неподвижного звена 1 рамки, на котором установлены иглы-электроды 2. Подвижное звено 3 установлено на основании рам ки на шарнире 4. Рамка с электродам крепится к держателю 5 с опорой 6 и с помощью координатника 7 передвигается поперек потока. В сдвинутом положении концы всех электродов сходяся (нулевой зазор). Электроды на подвижном звене 3 закорочены и выведены внутрь трубчатого держателя 5 одним проводом, а на неподвижном - раздельными.

Подвижное звено 3 с электродами может быть установлено на конце держателя 5 на горизонтальном шарнире 8

Устройство работает следующим образом.

Зазор между электродами на разомкнутом конце рамки устанавливается в требуемой точке газожидкостной струи. При замыкании каплями электропроводной жидкости зазора между электродами, на которые подана разность потенциалов, в цепи возникают импульсы электрического тока, которые фиксируются электронным частотомером.

. Затем с помощью координатника в ту же точку струи помещается следующий (меньший по величине) зазор между электродами.

Таким образом экспериментально получены зависимости частоты замыканий от величины зазора между электродами которые используются для расчета известными методами кривой распределе

0

5

5

0

5

0

5

ния капель по размерам и различных требуемых усредненных характеристик кривой (среднего диаметра распределения) .

Визуальные наблюдения показывают, что наклонное расположение электродов под углом 45-50 к плоскости рам- ки обеспечивает надежную эвакуацию большого класса жидкостей (воды, спиртов, кетонов и т.д.) по электродам от измерительного зазора в условиях натекания перпендикулярной к рамке высокоскоростной газожидкостной струи.

Деформации капель при замыкании зазора не наблюдается даже в случае натекания капель диаметром 1-2 мм со скоростью до 60 м/с и заведомо малого зазора между электродами. Все это обеспечивает возможность измерений дисперсности с помощью предлагаемого устройства в газожидкостной струе и повышение точности измерений.

Длина ножеобразной части электрода 2-3 мм достаточна для образования угла среза наружной кромки 30-35 при обычном диаметре электродов 0,8- 1 мм, при этом пластина достаточно жесткая и не вибрирует в турбулентном потоке. Проволочная часть электродов для исключения ложных сигналов покрыта стойким к жидкости покрытием.

Одна из полученных зависимостей показана на фиг.З кривой 10. Измерения выполнялись в воздухо-водяной струе, скорость потока на выходе из сопла составляла 40 м/с, диспергирование жидкости осуществлялось механической форсункой, установленной на срезе сопла.

Как видно из кривой 9 (фиг.З), нескольким малым зазорам может соответствовать одинаковая частота замыканий. Это означает, что эти зазоры выходят в меньшую сторону от наименьшего размера капель в струе. В этом случае с помощью шарнира 4 (фиг.1) увеличивают угол между плечами 1 и 3 рамки с электродами, тем самым сдвигают весь диапазон зазоров устройства в сторону увеличения.

Если при измерении несколько зазоров большого размера не замыкаются (кривая 11, фиг.З), то диапазон зазоров устройства сдвинут в большую сторону от наибольшего размера капель. В этом случае угол между плечами рамки уменьшают.

Таким образом, возможность подбора рабочего диапазона зазоров устройства в процессе измерений существенно упрощает методику и ускоряет процесс измерений,

В случае маловязких жидкостей и капель большого размера завьшзение угла наклона может приводить к дроблению капель и искажению функции распрделения капель по размерам. Вращая подвижное звено 3 рамки вниз от горизонтального положения устанавливают минимально необходимый угол наклона электродов, обеспечивающий сток капель от зазора к рамке,

Для обеспечения симметричности расположения попарных электродов неподвижное звено I рамки (фиг,1) вращается вместе с держателем на тот же угол в противоположном направлении,

Такям образом, наличие горизонтального шарнира позволяет дополнительно повысить точность измерений и в случае маловязкой дисперсной фазы газожидкостной струи.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения размеров капель электропроводной жидкости, содержащее установленную в держателе рамку с жестко закрепленными на ней проволочными электрода6

Фиг.1

5

0

5

0

ми, направленными навстречу друг другу, отличающееся тем, что, с цо.лью повыщения точности измерений путем исключения возможности замыкания электродов вне измерительного зазора и упрощения процесса измерений, электроды установлены наклонно в сторону набегающего потока под углом 45-50° к плоскости рамки,

2,Устройство по п,1, о т л и - ч ающее ся тем, что, с целью повышения точности путем исключения деформации капель, концы электродов выполнены в виде ножеобразных пластин, внутренние кромки которых составляют угол менее 40° к верхней поверхности электродов,

3,Устройство по пп,1 и 2, о т - личающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых размеров капель, рамка выполнена в виде П-образного трехзвенника, одно из параллельных звеньев которого вместе с электродами установлено на вертикально фиксируемом шарнире,

4,Устройство по пп,1-3, о т л и- чающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений размеров капель различной вязкости, по крайней мере одно звено с электродами установлено на горизонтальном фиксируемом шарнире на конце держателя,,

2 i V

п г / f у f г f

3

7 654 2 /

фиг. 2

РРРУ

0.20.30, S.MM

Фиг.З

XI-/I

/ 2

ФигЛ

Изобретение относится к технике измерений в дисперсных газожидкостных струях и потоках. Устройство может использоваться при измерении дисперсности капель при разработке струйных охлаждающих устройств, в паровых турбинах, форсунках высокого давления. Целью изобретения является повышение точности измерений путем исключения возможности замьжания злектродов вне измерительного зазора и деформации капель, а также расширение диапазона измерений размеров капель различной вязкости и упрощение процесса измерений. Электроды устройства установлены наклонно. Измеритель- ньй зазор сдвинут по отношению к рамке вверх по струе. Концы электродов выполнены в виде ножеобразных пластин, зазоры между электродами и угол их наклона могут при необходимости изменяться в процессе измерения за счет поворота подвижного звена рамки с электродами соответственно на вер тикальяом и горизонтальном шарнирах. Эвакуация капель от зазора позволяет производить измерения в газожидкостной струе. Исключение деформации капель и уменьшение искажений структуры дисперсной струи повышает точность измерений. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. & (Л

Редактор П.Гереши

Составитель В.Алексеев

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 2354/46Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4