Способ автоматического определения температуропроводности жидкости Советский патент 1988 года по МПК G01N25/18 

00 4 0 О 1C

|С

Изобретение относится к измерению теплофизических свойств жидкости и может быть использовано для контроля технологических процессов в кимичес- кой, пищевой, сельскохозяйственной и других отраслях народного хозяйстг за.

Цепью изобретения является повы шение точности определения температу ропроводности жидкости в динамических режимах измерения,

На чертеже приведена схема уста- новки для реализации предлагаемого способа,

Установка включает в себя насос J измерительную трубку 2 с установлен ными на ней водяными рубашками 3 и 4 и измерителями 5-7,,среднемассовой температуры жидкости. В измерителях 5-7 .установлены термодары S-J3. Во дяные рубадаки 3 и 4 ёьщолнены из гоф рированных трубок (сильфонов) а перегородка 14 между водяными рубашками 3 и 4 снабжена уплотнением J5, что обеспечивает возможность изменения длины 1 теплообменнрго участка трубки за счет перемещения перегородки 14 вверх или вниз при вращении холодного винта 16, В установку вхо- дят также регулятор J7, исполнительный механизм 18, используемый в качестве привода ходового винта 16, а также расходомер 29.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Исследуемую жидкость А прокачивают насосом 1 через измерительную трубку 2, состоящую из изотермического участка длиной 1,, и теплообменного участка длиной 1. Стабилизацию расхода исследуемой жидкости через измерительную трубку 2 обеспечивают, например, за счет использования насоса 1 с постоянной производительностью Постоянство расхода исследуемой жидкости контролируют по показаниям расходомера 19, Температуру стенки труб- 1си на изотермическом участке поддерживают равной температуре tJ,иccлёдyемой.жидкости .на входе в трубку (за счет прокачивания воды-теплоносителя В через водяную рубашку З). Это позволяет получить установившийся лами- нарньй режим течения исследуемой жидкости с температурой tg на входе в теплообменный участок труб.

Температуру t стенки теплообмён- ного участка трубки поддерживают постоянной и отличающейся от температуры tj исследуемой жидкости на входе в трубку (за счет прокачивания воды- теплоносителя С через водянуто рубашку 4J, Термопарами 8-13, установленными в измерителях 5-7 среднемассо- вой температуры жидкости, измеряют температуры жидкости t , t соответственно на входе и выходе измерительной трубки и температуру стенки трубки tj на теплообменном участке.

По сигналам термопар 8-13 определяют значение отношения разностей

температур Q -т----г- Если

вх c

фактическое значение отношения разностей температур Q

вх

- tc

отличается 1 от заданного постоянного значения Q const, то с использованием системы автоматического регулирования включающей в себя регулятор 17, исполнительный механизм J8 и ходовой винт 16) перемещают перегородку 14, изменяя длину теллообмен- ного участка измерительной Трубки, За счет изменения длины 1 теплооб- менного участка поддерживают заданное постоянное значение отношения

6Ь1К

- t

с

с

разностей температур

QX const из диапазона 0,J5- 0,54, Измеряют длину 1,- теплосбмен- ного участка измерительной трубки, после чего искомую температуропроводность жидкости вычисляют по формуле

Возможен вариант вычисления значе- 2 .

НИЯ постоянной с (1п Q )g

ПО непосредственно измеренным в ходе эксперимента значениям Q и g.

КЗроме того, значение постоянной С может быть определено в ходе градуи- ровочного эксперимента с использованием эталонной жидкости с известной температуропроводностью а. Для этого в ходе градуировочного эксперимента надо добиться установившегося режима работы установки при заданном постоянном значении отношения разнос- тей температур --&SJI L . Q

- tp и

и при известности значения расхода g исследуемой жидкости. Измерив значение длины 1; теплообмеНного участка трубки, значение постоянной С

i вычисляют, по формуле С Н . При определении искомой температуропроводности обеспечивают прокачивание исследуемой жидкости через трубку при том же значении расхода g, что и в случае градуировочного эксперимента. Путем изменения длины If теплообмен- ного участка трубки, поддерживают такое же значение отношения разностей

температур .---. Q, const,

вх с °

что и в случае градуировочного эксперимента. После этого измеряют длиру стенки которой на ее теплообмен- ном участке поддерживают постоянной и отличающейся от температурь жидкости на входе в трубку, измеряют рас-- ход жидкости через трубку, измеряют температуры жидкости на входе и на выходе трубки, поддерживают в диапазоне О,J5-0,54 постоянное значение отношения разности между температурой жидкости на выходе трубки и температурой стенки теплообыенного участка трубки к разности между температурой жидкости на входе в трубку и тем

Изобретение относится к,способам автоматического определения температуропроводности жидкости. Целью его является повышение точности определения температуропроводности жидкости в динамическом режиме измерения. Жидкость прокачивают через труб ку, температуру стенки теплообменно- го участка трубки поддерживают постоянной и отличающейся от температуры жидкости. Измеряют расход жидкости, температэт У стенки трубки, температуру жидкости на входе в трубку и выхрде из нее. Расход жидкости стабилизируют, а заданное постоянное значение отношения разности между температурой жидкости на выходе трубки и температурой стенки трубки к разности между температурой жидкости на входе в трубку и температурой стенки трубки поддерживают в диапазоне 0,,54 за счет изменения дшг- ны теплообменного участки трубки. За тем измеряют длину теплообменного участка трубки, а температуропроводность жидкости определяют по формуле, приведенной в тексте описания. J ил. (Л

ну 1 теплообменного участка трубки, tf пературой стенки теплообменного участка трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуропроводности жидкости в динамических режимах иза значение температуропроводности выпо формуле а

С

II

1,

, причем в качестве постоянной С а этой

формуле используют то значение, кото-20 мерения стабилизируют расход жидкости через трубку, а постоянное значение отношения разностей температур поддерживают изменением длины тепло- обменного участка трубки, измеряют

рое было получено в ходе градуировочного опыта.

Предлагаемый способ позволяет осу ществлять измерение температуродроводности при постоянном расходе ис- 25 длину теплообмейного участка трубки.

следу;емой жидкости. За счет этого ис ключается возникновение нестационарного режима течения жидкости, предотвращается турбулизацш( и обеспечивается высокая стабильност нарного потока-ЖИДКОСТИ в измерительной трубке, -что почти полностью устраняет причины возникновения погрешностей во время переходных режимов работы.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает повышение точности измерения температуропроводности жидкости в динамических режимах работы установки, позволяет при реализации способа отказаться от использования сложных насосов с .регулируемой производительностью. Использование простых насосов с постоянной производительностью позволяет снизить себестоимость установки для осуществления способа.

Формула изобретения

Способ автоматического определения температуропроводности жидкости, заключающийся в том, что жидкость прокачивают через трубку, температур

пературой стенки теплообменного участ

ка трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения температуропроводности жидкости в динамических режимах из0

5

0

5

а температуропроводность жидкости определяют по формуле

а -|-.f(ln 0).g/l -j;v ;

где if f- длина тедлообменного участка трубки, м, С постоянная измерительной

трубки, вычисляемая по

2 формуле С - -fClnQpg

по измеряемым значениям 0, и g или определяемая экспериментально по образцовой жидкости с л известной температуропроводностью, м /с;

. 9-. .I--i-- const - задан- I ix - с

ное постоянное значение отношения разностей температур (tpBix- IJJ и

е

g

0

- значение стабилизированного расхода жидкости через трубку;

tg,t - соответственно температу- |ры жидкости на входе и выходе трубки и температура стенки на теплооб- менном участке трубки;

f - математическая функция.