Устройство для измерения вязкости жидких сред в потоке Советский патент 1990 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к устройствам для определения вязкости сред технологических потоков в трубопроводах, например, при перекачке нефтепродуктов.

Цель изобретения - повышение точно- сти измерений.

На чертеже представлена функционаяь- ная схема вискозиметра.

Устройство состоит из сужающего устройства 1, выбранного в соответствии с Правилами измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами РД50-213-80 с достаточно боль-. .шим отверстием, у которого относительная площадь (модуль) достаточно мала и обеспечивает условие Re Rerp, при котором перепад давления на сужающем устройстве практически не зависит от вязкости и зави- сит только от расхода контролируемой среды. Сужающее устройство 2 расположено по направлению потока в трубопроводе после сужающего устройства 1 на расстоянии, выбранном в соответствии с РД50-213-80.Су- жающие устройства соединены с преобразователями 3 и 4 перепада давления. Выходы преобразователя 3 подключены к входам измерительных приборов расходо-- мера 5 переменного перепада давления и вискозиметра 6. Выход расходомера 5 связан с одним из входов прибора 6, Преобрао

G Ji. G Jis.

зователь 4 подключен непосредственно к входу измерительного прибора б вискозиметра, который содержит вычислительный блок, позволяющий в соответствии с РД50- 213-80 вычислить вязкость по данным пре- образователей 3, 4 и расходомера 5.

Устройство работает следующим образом.

Перепад давления на сужающем устройстве 1 измеряется и преобразуется в сигнал дистанционной передачи показаний посредством измерительного преобразователя 3 перепада давления. Выходные сигналы передаются на измерительные приборы расходомера 5 переменного перепада дав- ления и вискозиметра 6. Результаты измерения расхода анализируемой среды посредством расходомера 5 переменного перепада давления практически не зависят от изменения вязкости анализируемой среды.

Сущность работы устройства связана с особенностью работы сужающего устройства в вязкой среде. Величина объемного расхода, измеряемого расходомером переменного перепада давления, вычисляется согласно РД-50-213-80 по формуле

QO K-a-d -VAP,

jrVT

гдеК - г-г- коэффициент пропорциональности;

р - плотность среды в рабочих условиях, кг/м ;

а - коэффициент расхода;

d - диаметр отверстия сужающего устройства, мм;

АР- перепад давления на сужающем устройстве, кгс/м .

Как видно из РД-50-213-80, для двух значений относительной площади (модуля) сужающего устройства m в диапазоне возможных изменений числа Re при малых значениях m коэффициент расхода а практически не изменяется, а при больших зна- чениях m коэффициент расхода m изменяется существенно (см.таблицу).

Как видно из вышеприведенных данных таблицы, для m 0,050 (сужающее устройство 1) приращение коэффициента расхода составляет всего 0,002, т.е. показания расходомера 5 практически не зависят от числа Re, а следовательно, и от вязкости, так как в формуле для расхода а изменяется незначительно. В то же время коэффициент расхода а на сужающем устройстве 2 суще

ственно зависит от числа ,354 следовательно, от вязкости f.i.

Qo- TJva

Учитывая, что через оба сужающих устройства 1 и 2 проходит один и тот же поток с одним и тем же расходом Qo, можно правые части уравнения расхода обоих сужающих устройств приравнять, тогда:

К а db К d аа ДР Отсюда можно найти изменяющийся коэффициент расхода:

0 5

0 5

0 5

0

5

0

5

,

Таким образом, по показаниям измерительных преобразователей 3 и 4, измеряющих перепад давлений на сужающих устройствах соответственно 1 и 2, в вычислительном блоке измерительного прибора 6 определяется коэффициент as , Величина расхода Qo определяется в измерительном приборе расходомера 5.

Зависимость между коэффициентом расхода а и числом Re представлена в. РД50-213-80. В измерительных приборах б по рассчитанным значениям a;2,Qo и D определяют текущее значение вязкости по формуле

/ 0, сравнению с прототипом для измерения, вязкости в предложенном техническом решении измерение расхода производится не от тахометра, связанного жестко с валом шестеренчатого насоса, а путем измерения перепада давления на втором сужающем устройстве. Такое конструктивное решение позволяет осуществлять измерение вязкости путем использования однотипных стандартизированных элементов перепада давления. Измерение вязкости в предложенной технической реализации может осуществляться не только в трубопроводах с установленными в них побудителями расхода, но и в ответвлениях трубопроводов.

Дополнительный эффект заключается в возможности измерения вязкости не только в основной магистральной линии, но и в ответвлениях, так как расход в рассматриваемом участке трубопровода определяется не производительностью насоса, а вторым сужающим устройством и расходомером, входящим в комплект вискозиметра.

Формула изобретения Устройство для измерения вязкости жидких сред в потоке, содержащее установленное в потоке сужающее устройство, выбранное по условию Re Rerp, где Rerp - число Рейнольдса граничное, измерительный преобразователь перепада давления на

сужающем устройстве и расходомер, выходы которых связаны с измерительным прибором, о т л и ч а ю щ е е с.я тем, что, с целью повышения точности измерений, расходомер выполнен в виде установленного в том же потоке второго сужающего устройства и второго измерительного преобразователя перепада давления, выход которого через измерительный преобразователь расхода связан с

0

измерительным прибором, при этом относительная площадь второго сужающего устройства выбрана из условия Re Rerp, а исходные коэффициенты расхода обоих сужающих устройств связаны общей стандартизованной зависимостью исходного коэффициента расхода от числа Рейнольдса, выбранной по величине относительной площади второго сужающего устройства.

Изобретение относится к изучению физико-химических свойств жидких сред и может использоваться для измерения вязкости в трубопроводах технологических потоков нефтяной, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерений вязкости за счет повышения точности измерения расхода потока анализируемой среды в трубопроводе. Устройство включает в себя установленные в основном трубопроводе два гидродинамических сопротивления, выполненные в виде сужающих устройств, обеспечивающих условия соответственно RE√e_гр и RE√E_гр (Re_гр - число рейнольдса граничное), к которым подключены измерительные преобразователи перепада давления. Выходы преобразователей соединены с входами измерительного прибора вискозиметра, при этом преобразователь, установленный на сужающем устройстве с RE√e_гр, содержит второй выход, связанный с одним из входов измерительного прибора вискозиметра через расходомер. 1 ил.