Способ определения качества псевдоожижения и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерени параметров псевдоожиженного слоя, и может быть использовано для регулиро вания и управления технологическими процессами, протекающими с использованием техники псевдоожижения.

Цель изобретения - повышение точности определения качества псевдо- ожижения.

Сущность изобретения заключается ш следующем.

; Поскольку интенсивность перемешивания дисперсного материала в псевдо ожиженном слое, в конечном итоге, определяет производительность аппарата, то необходимо, чтобы качество :псевдоожижения включало в себя пара- |метры, сильно зависящие от перемеши- |вания.

Наличие перемешивания материала слоя свидетельствует о нормальном протекании процесса псевдоожижения во всем объеме аппарата.

Экспериментально установлено, что перемешивание вызывает низкочастотны колебания температуры пленочных термометров сопротивления, установленных на. противоположных поверхностях пластины из диэлектрического материала, установленной на твердом теле, выполненном из высокотеплопроводного материала и имеющего размеры, боль- шие, чем диэлектрическая пластина. :При этом необходимым условием для на.ведения в такой системе низкочастотных колебаний температуры является качественная стабилизация температуры твердого тела из высокотеплопроводного материала.

При идеальном перемешивании слоя, когда имеет место равномерный профил температур по сечению аппарата, амплитуда низкочастотных колебаний близка к ,нулю. Однако в реальных промышленных аппаратах всегда имеется резк выраженный профиль температур, перемешивание далеко от идеального и, следовательно, всегда имеются низкочастотные колебания температуры на поверхности твердого тела.

Таким образом, по средним значениям амплитуды А , и частоты колебаний эффективной температуры пакетов частиц f, можно однозначно судить об интенсивности перемешивания дисперсного материала в объеме слоя, а именно: перемешивание тем лучше, чем ниже амп

г

10

tS 20

5

,-

0

0

литуда и выше частота регистрируемых колебаний. Интенсивность перемешиваний принято характеризовать эффективным коэффициентом D ггеремешивания.

На чертеже изображены конструкция датчика качества псевдоожижения и блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит датчик качества псевдоожижения, включающий твердое тело 1, выполненное из высокотеплопроводного материала, например меди, платиновые пленочные термометры 2-4 сопротивления, размещенные на поверхностях пластины устройства стабилизации температуры твердого тела 5 и блок 6 обработки сигналов.

Блок 6 обработки сигналов содержит измерительные усилители 7 и 8, фильтр 9 верхних частот и устройство 10 согласования с вычислительным устройством 11.

Устройство работает следующим образом.

Датчик качества псевдоожижения помещают в псевдоожиженный слой, при этом его температура становится равной температуре слоя. При помощи

устройства стабилизации температуры твердого тела 5 температуру датчика делают значительно отличающейся от температуры слоя и качественно стабилизируют ее.Неоднородная дисперсная среда, состоящая из твердых частиц и- воздушных пузырей, двигаясь вблизи поверхности пластины, вызывает изменение условий теплообмена, что приводит к изменению собственной температуры датчиков - термометров 2 и 3 сопротивления. Поскольку термометры 2 и 3 сопротивления имеют разные постоянные времени (постоянная времени термометра 2 сопротивления велика, а термометра 3 сопротивления - очень мала), то термометр 3 сопротивления регистрирует колебания температуры, обусловленные как перемешиванием, так и гравитационными колебаниями слоя, а термометр 2 сопротивления - только колебания температуры за счет перемешивания.

Переменное напряжение, пропорциональное пульсациям температуры, с термометра 3 сопротивления подается через измерительный усилитель 7 на вход фильтра 9 нижних частот, в котором отфильтровывается низкочастотная.

31395997

составляющая колебаний температуры, обусловленных перемешиванием дисперсного материала в объеме слоя, далее отфильтрованный сигнал через устройство 10 согласования поступает на вход вычислительного устройства 11, Одновременно переменное напряжение, пропорциональное колебаниям температуры, вызванными перемешиванием слоя, с термометра 2 сопротивления поступает на вход измерительного усилителя 7 и через устройство 10 согласования - на другой вход вычислительного

5

10

мешиванием дисперсного материала в объеме слоя;

fj частота гравитационных колебаний слоя;

А - средняя амплитуда колебаний температуры, обусловленных перемешиванием;

A,j - средняя амплитуда колебаний температуры, обусловленная гравитационными колеба ниями слоя. 2. Устройство для определения качества псевдоожижения, содержащее устройства 11. Вычислительное устрой- is датчик качества псевдоожижения, вклю- ство 11 реализует алгоритм вычисления чаюший твердое тело и установленный , качества .псевдоожижения и выдает его

на нем датчик температуры, соединенный с блоком обработки сигнала, о т- личающееся тем, что, с цезначение на экран дисплея ЭВМ.

Формула изобретения

1. Способ определения качества псевдоожижения, включающий введение в псевдоожиженный слой твердого тела имеющего температуру, отличную от температуры псевдоожиженного слоя, измерение мгновенной температуры, определение средней частоты гравитационных колебаний слоя, отличающийся тем, что, с целью повьпие- ния точности определения качества ;: псевдоожижения путем учета колебаний температуры псевдоожиженного слоя, обусловленных перемешиванием слоя и гравитационными колебаниями слоя, на

мешиванием дисперсного материала в объеме слоя;

fj частота гравитационных колебаний слоя;

А - средняя амплитуда колебаний температуры, обусловленных перемешиванием;

A,j - средняя амплитуда колебаний температуры, обусловленная гравитационными колеба ниями слоя. 2. Устройство для определения качества псевдоожижения, содержащее датчик качества псевдоожижения, вклю- чаюший твердое тело и установленный ,

на нем датчик температуры, соединенный с блоком обработки сигнала, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности определения качества псевдоожижения, твердое тело выполнено из высокотеплопроводного материала и снабжено устройством стабилизации температуры, на твердом теле установлена пластина из диэлектрического материала, площадь поперечного сечения которой не превышает 0,1 от площади поперечного сечения твердого тела, пластина снабжена

датчиком температуры, соединенным с блоком обработки сигнала, указа нные датчики температуры установлены на противоположных поверхностях пластин и выполнены в виде пленочных термо

Изобретение относится к измерению параметров псевдоожиженного слоя и может быть использовано для регулирования и управления технологическими процессами., связанными с техникой псевдоожижения. Цель - повышение точности определения качества псевдоожижения. Определяют параметры качества псевдоожижения по частотам колебания температуры, обусловленным перемешиванием материала псевдоожиженного слоя, и по действию сил гравитации. Устройство состоит из двух малоинерционных датчиков температуры, установленных на массивном теле, ходящемся в псевдоожиженном слое. Датчики температуры соединены с обрабатывающей системой. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. а т (t С

твердом теле устанавливается пластина ,,,- метров сопротивления одного номинала

5bу.. ,.

ИЗ диэлектрического материала, стабилизируется температура твердого тела, измеряются мгновенные температуры противоположных поверхностей . пластины, одна из которых соприкасается с поверхностью твердого тела, по измеренным значениям температуры рассчитывается средняя частота колебаний температуры, обусловленных перемешиванием дисперсного материала в объеме слоя, средние амплитуды гравитационных колебаний температуры и колебаний за счет перемешивания (СЛОЯ, а качество псевдоожижения определяют по формуле

fa Аг f А,

где f, - частота колебаний температуры, обусловленных пере40

45

50

t 2 А г S f IT

с постоянными времени t-, и с- , определяемыми из условий

,

2 t-f J 312

где f - частота колебаний температуры, обусловленных перемешиванием дисперсного материала в объеме слоя; f - частота колебаний температуры, обусловленных гравитационными колебаниями слоя,

причем термометр сопротивления с постоянной времени о, установлен на поверхности пластин, соприкасающейся с поверхностью твердого тела.

5bу.. ,.

40

45

50

с постоянными времени t-, и с- , определяемыми из условий

,

2 t-f J 312

где f - частота колебаний температры, обусловленных перемешиванием дисперсного материала в объеме слоя; f - частота колебаний температуры, обусловленных гравитационными колебаниями слоя,

причем термометр сопротивления с постоянной времени о, установлен на поверхности пластин, соприкасающейся с поверхностью твердого тела.