Способ измерения гидродинамических потерь от входовых эффектов трубок Советский патент 1989 года по МПК G01N11/08 

Изобретен ие относится к контрольно-измерительной технике для исследования гидродинамических эффектов, возникающих при движении жидкости через дроссельные элементы, а также к капиллярной вискозиметрии, и может найти применение для исследования свойств ньютоновских жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности измерения входовых эффектов трубок.

В предлагаемом способе трубки различного внутреннего диаметра и длины соединяют в две одинаковые параллельные ветви. В каждой из них две трубки одинакового диаметра, но различной длины и трубку другого диаметра соединяют последовательно. В указанных ветвях трубки различной длины и одного диаметра располагают в различ ной последовательности. Длина двух трубок, например, меньшего диаметра, выполняется равной произведению разности длин длинной и короткой трубок большего диаметра на отношение меньшего диаметра трубок к большему в четвертой степени. После этого прюпуска- ют по обеим ветвям потоки жидкости и измеряют перепад давления в выходной диагонали гидравлического моста

4 СО Ч СП

Иа чертеже представлено устройство для осуществления предлах аемого способа.

Устройство состоит из системы тру- бок различно1 о диаметра и дотины, соединенных при помощи входной 15 выходной 2 и межкапиллярных камер 3 и 4 в мостовую схемуо Система трубок содержит две короткие 5 и 6 и две длинные 7 и 8 трубки одного ,м,г1аметра и две одинаковые по длине трубки 9 и 10 другого диаметра. К межкапиллярным камерам 3 и 4 подключен дифманомет- рический преобраз- ватель 11„ Отноше- ние длины трубок 9 и 0 к разности длин длинных 7 и 8 и коротких трубок 5 и 6 равно четвертой степент отиоша- ния диаметров указан 1ых трубок. Перед входной камерой 1 ус гановлйи ;-,.даг- чик 12 расхода

Р счетные соотношения MCI-VT быть получены следукяякм образом.

Согласно предлагаемому способу измерение перепада давления производится между трубками 9, 7 и 8, О в раз.иичньгх ветвях носледовательно соединенных трубок о В nepnoii ветви трубок давление Р между труб-ками 9 и 7 определяется из з равнения PI-„4.Р2-+Р1+Р 2

ЙР Р«

(1)

1

перепады давления на короткой и длинной . трубках большего диаметра;

ЛР - перепад давления на трубке меньшего диаметра ;

давления во входной и выходной 2 камерах Учитывая равенство гидравлических сопротивлений параллельных ветвей трубок, давление ме;кду трубками 8 и 6 в другой ветви равно

(- ilPjL /IPj н- PI+PI

Разность давлений в выходной диагонали гидравлического моста - в камерах 3 и 4 определяем путем вычитания (1) и ( 2)

РЙ Pi йРэ. (3)

Разность перепадов давлений dPj - UP в найденном перепаде давления определяется по уравнению

,р,.„..1МО-|ЬА -.ы.(,)

РСГ

(2

длины трубок 7, 8 и 5, 6 соответственно; диаметр трубок 5-8; вязкость жидкости; расход жидкости в трубкаХи Перепад давления р, на трубках

е L ,, и L, D О по уравнению - -ИР (5)

9 и 10 определяется

,., - 128iiQ l

г - ffd 4 ,

где 1, d - длина и диаметр трубок 9 и 10 соответственно; .гЗРц - перепад давления, обусловленный входовыми эффектами трубок

Согласно предлагаемому способу длина трубок 9 и 10 удовлетворяет равенству

1 - (L 2 - L )

(-Г

W

(6)

25 30

)

-

35

40

45

2)

50

55

составляют из ненных трубок

Подставляя (4) и (5) в уравне- Лие (3) с учетом соотношения (6) искомая разность давлений будет вид

&7 dPux (7)

Измерение входовых эффектов по предлагаемому способу производят следу о11;им образом

К задатт,1ику 2 расхода подключают через входную камеру параллельные ветви трубок с, Параллельные ветви

последовательно соедитрубки 5, 9 и 7 в первой ветви, трубки 8, 6 и 10 во второй ветвис Ддины трубок 9 и 10 выполняют при этом согласно соотношению (6)о На выходе ветви трубок соединяют при помощи выходной камерь 2, К межканиллярньм камерам 3.и 4 подключают дифманометрический преобразователь По Включают задатчик 12 расхода и дифманометрический преобразователь 11 в цепь электрического питания о После стабилизации течения жи,цкости в трубках снимают показания дифманометрического преобразователя 11, Определяемые непосредственно величиной входовых эффектов трубок (см. формулу (7))о

Погрешность измерения зходовых эффектов трубок по предлагаемому способу определяется погрешностью геометрических размеров трубок, погрешностью измерения перепада давления В известных способах погрешность определения входовых эффектов возрастает из-за погрешности многократных из мерений перепада давления,

Использование предлагаемого способа для измерения входовых эффектов .,следовательно, позволяет повысить точность автоматического измерения входовых эффектов по сравнению с известными способамИо Это, в свою очередь, позволяет повысить точность измерения вязкости на капиллярных вискозиметрах за счет точного учета перепада давления 4Pgx капиллярной трубке, обусловленного входовыми эффектами, Указанньш перепад давления 4Рgx например, для исследованной трубки диаметром ,89 мм и длиною ,5 мм,составляет 7,8 - 15,5% от общего перепада давления на ней. Точное определение 4Pg. сле- довательно позволяет повысить и точность измерения вязкостио

Таким образом, предлагаемый способ позволяет исследовать входовые эффекты, возникающие при соединении капиллярных трубок различного диаметра. Такая возможность отсутствует в известных способах о Кроме того, преД

97500

лагаемый способ позволяет повысить производительность измерения, поскольку уменьшается количество операций по измерению перепада давления.

Формула изобретения

Способ измерения гидродинамическ гх

Q потерь от входовых эффектов трубок, заключающийся в прокачивании жи,п,кос ти через систему трубок одного диаметра и различной длины, соединенных в мостовую схему, в противоположных

15 плечах которой располагают трубки

одинаковой дл1:ны, и измерении перепада давления, отличают и и с я тем, что, с це.чыо повышения точности измерения, последовательно к корот20КИМ трубкам включают две трубки другого диаметра и их длину выполняют равной произведению разности длин длинной и короткой трубок первого диаметра и отношения диаметров трубок

25 в четвертой степен -, а по перепаду давления в выходной диагонали мостовой схемы определяют измеряемый пара метр.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для исследования гидродинамических эффектов, возникающих при движении жидкости через дроссельные элементы, а также к капиллярной вискозиметрии и может найти применение для исследования свойств ньютоновских жидкостей. Цель изобретения - повышение точности измерения. Для этого прокачивают жидкость через систему трубок одного диаметра и различной длины, соединенных в мостовую схему, в противоположных плечах которой располагают трубки одинаковой длины. Измеряют перепад давления в выходной диагонали моста. Причем последовательно к коротким трубкам подключают две трубки другого диаметра и их длину выполняют равной произведению разности длин длиной и короткой трубок первого диаметра и отношения диаметров трубок в четвертой степени. Входовые эффекты определяют по перепаду давления в выходной диагонали мостовой схемы. 1 ил.

Составитель В.Вощанкин Редактор Ю.Середа Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 4435/43

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное