Устройство для определения коэффициента теплоотдачи пленки жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике, химической технологии и научных исследованиях для измерения гидродинамических и тепло- физических параметров пленки жидкости, движущейся по теплообменной поверхности.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем учета гидродинамических параметров процесса.

На чертеже изобрежена блок-схема устройства для определения коэффициента теплоотдачи пленки жидкости.

Устройство содержит кондуктометриче- ские электроды 1 и 2, установленные на теплообменной поверхности 3 заподлицо и подключенные к блоку 4 измерения локальной толщины пленки жидкости, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 5, первый делитель 6 напряжения (ДН), первый сумматор 7, блок 8 умножения, задатчик 9 коэффициента теплопроводности, коммутатор 10, регистратор 11, второй делитель 12 напряжения и третий делитель 13 напряжения, задатчик 14 времени, задатчик 15 временного шага, второй сумматор 16 и второй блок 17 умножения.

Выход задатчиха 9 соединен с блоком 8. выход которого подсоединен к коммутатору 10, соединенному с регистратором 11. Выход блока 4 через последовательно соедиО

ел

00

диненные АЦП 5, первый ДН 6 и первый сумматор 7 подсоединен ко второму входу блока 8 умножения. Выход задатчика 14 соединен с вторым входом АЦП 5 и через последовательно соединенные второй ДН 12 и третий ДН 13 подключен к третьему входу блока 8. Выходы задэтчика 15 подсоединены соответственно к вторым входам АЦП 5 и ДН 13, выход которого соединен с вторым входом сумматора 7. Вход АЦП 5 подсоединен к второму входу коммутатора 10, а выход АЦП 5 подключен к третьему входу коммутатора 10 и через последовательно соединенные второй сумматор 16 и второй блок 15 умножения - к четвертому входу коммутатора 10, причем второй вход сумматора 16 соединен с выходом третьего ДН 13, а второй вход блока 17 подключен к выходу ДН12,

Устройство работает следующим образом. Измерение локальных параметров пленки 3 жидкости, текущей по теплообмен- ной поверхности 2, основано на методе локальной электропроводности и осущьиш- ляется в блоке 4 измерения локальной толщины пленки жидкости, к входу которого подключены электроды 1 и 2. Из блока 4 сигнал, соответствующий функции толщины пленки жидкости д ( т ) за время г , поступает в АЦП 5. В последнем осуществляется дискретизация сигнала (преобразование в цифровую форму), при этом шаг дискретизации Дгзадзется блоком-задатчиком 15 временного шага. Цикл или время измерений задается блоком-задатчиком 14 времени. Величины Гр и Аг задаются оператором в („зависимости от реальных режимных параметров процесса и необходимой точности измерений. Далее из блока 5 пакет сигналов 5| поступает в ДН 6, где пакет сигналов преобразуется в вид 1/ д . Из ДН 6 пакет сигналов 1/ 5i поступает на сумматор 7, где суммируется число сигналов, равное п, при этом п в блок 7 поступает из делителя 12, Параметр п в делителе 12 получается вследствие подключения к блоку 12 задатчика времени 14 и задатчика 15 временного шага. При этом на выходе блока 12 сигнал равен п Гр/Дг. Таким образом, на выходе

блока 7 сигнал равен 2) Из блока 7

1

сигнал поступает на блок 8 умножителя, куда также поступает из задатчика 9 сигнал, соответствующий коэффициенту теплопроводности Я ж жидкости. Кроме того, на блок 8 поступает сигнал из блока 13, соответствующий значению 1/п. В блоке 8 происходит умножение значений 2, ,Ажи 1/п.

1

При этом на выходе блока 8 сигнал соответ- ствует значению коэффициента теплоотдачи а „ на теплообменной поверхности 3 в месте установки электродов 1 и 2.

Выход АЦП 5 подключен дополнительно к сумматору 16, к которому также поступает сигнал, равный п гр/Дг, из блока 12. При этом на выходе сумматора 16 сигнал равен А

(5i и этот сигнал поступает на умножи

тель 17, куда также подведен сигнал, рав- ный 1/п, из блока 13. Таким образом, на выходе блока 17 сигнал соответствует значению средней толщины 5ср пленки жидкости на теплообменной поверхности 3.

Запись параметров гидродинамики д ( т ) , di , дср и теплообмена а в в теплооб- менных аппаратах осуществляется в регистраторе 11, к которому через коммутатор 10 подключены выходы блоков 4, 5, 8 и 17.

25

Формула изобретения

0

5

0

5

1. Устройство для определения коэффициента теплоотдачи пленки жидкости, содержащее кондуктометрические электроды, установленные заподлицо с теплообменнсй поверхностью и подключенные к блоку измерения локальной толщины.пленки жидкости, блок умножения, задатчик коэффициента теплопроводности, коммутатор, регистратор и задатчик времени, причем выход задатчика коэффициента теплопроводности соединен с входом блока умножения, выход которого подсоединен к коммутатору, соединенному с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем учета гидродинамических параметров процесса, в устройство введены аналого-цифровой преобразователь, три делителя напряжения, сумматор и задатчик временного шага, причем- выход блока измерения локальной толщины пленки жидкости соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, который через первый делитель напряжения и сум матор подсоединен к второму входу блока умножения, а выход задатчика времени соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя и через последовательно соединенные третий и второй делители на5 пряжения подключен к третьему входу блока умножения, а выходы задатчика временного шага подсоединены соответственно к третьему входу аналого-цифрового преобразователя и к второму входу третьего делителя

напряжения, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а вход аналого- цифрового преобразователя подсоединен к второму входу коммутатора.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что в него введены второй сумматор и второй блок умножения, причем выход аналого-цифрового преобразователя подключен к третьему входу коммутатора и через последовательно соединенные второй сумматор и второй блок умножения к четвертому входу коммутатора, причем второй вход второго сумматора соединен с выходом третьего делителя напряжения, а второй вход второго блока умножения подключен к выходу второго делителя напряжения.

Изобретение относится к измерительной технике, в часности к средствам кон- дуктометрии специального назначения, и может быть использовано в промышленной теплоэнергетике, химической технологии и научных исследованиях для измерения гидродинамических и теплофизических параметров пленки жидкости, движущейся по теплообменной поверхности Цель изобретения - повышение точности измерений устройства для определения коэффициента теплоотдачи пленки жидкости путем учета гидродинамических параметров процесса Для этого в устройство введена специализированная система обработки результатов в реальном масштабе времени, реализующая измерительный алгоритм где учитывается нестационарный характер функции толщины пленки жидкости во времени. Используемое динамическое усреднение, осуществляемое в устройстве, позволяет исключить при определении коэффициента теплоотдачи пленки жидкости методическую погрешность из-за неучета волнообразной формы поверхности пленки жидкости 1 з п.ф-лы, 1 ил