Способ определения наличия твердой фазы в проточной части струйного охладителя жидкости Советский патент 1991 года по МПК G01N25/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах глубокого охлаждения криогенных жидкостей.

Целью изобретения является повышение надежности определения и упрощение способа.

На фиг.1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг.2 - график зависимости температуры от давления.

Устройство содержит датчик 1 температуры с чувствительным элементом 2, распо- ложенным на сепарирующей поверхности 3 или на выходе из диффузора 4 струйного охладителя, в состав которого также входят

сопло для разгона жидкости с конфузорной

5и диффузорной 6 частями и патрубок 7 для отвода паров. На вход в сопло подается криогенная жидкость. Затем она разгоняется в конфузорной части 5 до вскипания в критическом сечении сопла. В диффузорной части

6происходит адиабатное расширение образовавшегося парожидкостного потока, при котором часть жидкости испаряется, а оставшаяся жидкость охлаждается. Параметры образовавшегося парожидкостного потока определяются давлением на срезе сопла. При этом вследствие большой скорости процесса расширения образовавшийся поток существенно неравновесный, т.е. жидкость перегрета, а пар переохлажден

ON 00 Ч) 00 Ю GO

по отношению к равновесной температуре, соответствующей давлению на срезе сопла. Чем ниже давление на срезе сопла, тем ниже и температура, При некотором давлении на срезе сопла жидкость начинает кри- сталлизоваться.Вследствие

неравновесности потока кристаллизация начинается при давлении ниже давления в тройной точке, когда реализуется температурный напор, необходимый для отвода в пар тепла кристаллизации.

Из-за полидисперсного состава капель давление на срезе сопла, при котором начинается кристаллизация каждой из них, раз- лично. Мелкие капли охлаждаются интенсивнее и кристаллизуются раньше. Вследствие этого поток, оседающий на сепарирующую пластину, включает как жидкую, так и твердую фазы.

При давлении на срезе сопла, соответствующем началу кристаллизации мелких капель, температура потока на сепарирующей поверхности превышает температуру тройной точки (фиг.2), так как крупные капли перегреты относительно равновесного состояния. При снижении давления на срезе сопла для кристаллизующейся жидкости растет, а температура крупных жидких капель уменьшается. При слиянии на сепарирующей поверхности закристаллизовавшихся капель с жидкими происходит плавление кристаллов и снижение температуры жидкости. Если кристаллы, оплавляясь, не доводят температуру жидкости до

температуры тройной точки, то измеряемая температура уменьшается при снижении давления на срезе сопла После достижения жидкостью температуры тройной точки

плавления кристаллов не происходит, и изменение измеряемой температуры при снижении давления на срезе сопла прекращается (фиг.2). Хладоресурс, вносимый за- кристиллизовавшимися мелкими каплями,

охлажденными ниже температуры тройной точки, идет на кристаллизацию части жидкости, т.е. на увеличение концентрации твердой фазы в потоке.

Таким образом, установление постоянной температуры, равной температуре трой- ной точки, в потоке, движущемся по сепарирующей поверхности, при снижении давления на срезе сопла струйного охладителя означает, что в отсепарированном потоке присутствует твердая фаза.

Формула изобретения Способ определения наличия твердой фазы в проточной части струйного охладителя жидкости, включающий изменение фазового состава потока и измерение происходящего при этом изменения температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности определения и упрощения способа, изменение фазового состава потока производят путем регулирования давления на срезе сопла струйного охладителя, а наличие твердой фазы фиксируют по прекращению изменения температуры потока.

4

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения наличия твердой фазы в проточной части струйного охладителя жидкости, и может быть использовано в системах глубокого охлаждения криогенных жидкостей. Цель изобретения - повышение надежности определения и упрощение способа. Посредством регулирования давления на срезе сопла струйного охладителя изменяют фазовый состав потока и регистрируют изменение температуры вниз по потоку. О наличии в потоке твердой фазы судят по прекращению изменения температуры. 2 ил. Ј

Фаг. I

Фаз 2.

Ф

Р