Способ определения влажности газовой среды Советский патент 1992 года по МПК G01N25/62 G01N25/56 

за. а влажность анализируемой среды определяют по потерям давления на втором ка- пилляре осушенного газа и смеси осушенного и повторно вводимого тариро- вочного газов, а также по количеству тари- ровочного газа исходя из зависимости

оПнг°

RH20 TbTTl

100

вторно вводят заданное количество любого сухого тарировочного газа, а влажность анализируемой среды определяют по потерям давления на втором капилляре осушенного газа и смеси осушенного и повторного вводимого тарировочного газов, а также по расходу этого газа, исходя из зависимости

RH.2O

ПН2О

ПН20 + По

100

Изобретение относится к технической физике и позволяет сократить время определения и повысить его достоверность за счет повторного ввода тарировочного газа через второй капилляр. Способ определения влажности газовой среды, заключающийся в том. что предварительно производят тарировку двух последовательно соединенных капилляров, пропуская через них любой сухой газ и находят тарировочную зависимость потери давления газа на первом капилляре от таковых на втором капилляре, после чего анализируемую влажную среду пропускают через первый капилляр и фиксируют на нем значение потерь давления влажного Изобретение относится к области технической физики, конкретно может быть использовано для определения влажности газа. Цель изобретения - сокращение времени определения и повышения его достоверности. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно предварительно производят газа, выделяют влагу конденсацией и поглощением, фиксируют значение потерь давления осушенного газа на втором капилляре, определяют количество паров воды добавкой в оставшийся осушенный газ газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды до получения тарировочной зависимости потерь давления газа на втором капилляре при фиксированном значении потерь давления влажного газа на первом капилляре и с учетом параметров осушенного газа и смеси этих газов судят о влажности анализируемой газовой среды При этом дополнительно предварительно производят тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и находят зависимость потерь давления от количества этого газа. После прекращения подачи через второй капилляр газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды, в оставшийся бсушенный газ повторно вводят заданное количество любою сухого тарированного газа, а влажность анализируемой среды определяют по потерям давления на втором капилляре осушенного газа и смеси осушенного и повторного тарировочного газа, а также по количеству этого газа, исходя из приведенной зависимости. тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и нахождением потерь давления от количества этого газа и после прекращения подачи через второй капилляр газа с удельным весом равным удельному весу паров воды в оставшимся осушенный газ повторно вводят заданное количество любого сухого тарировочного га|СЛ С vj v| vj О СП ю го

где П изо - количество паров воды, определенное добавкой в осушенный газ газа с удельным весом равным удельному весу паров воды. нм3/ч;

П0 - количество осушенного газа равное

ДР„ - (ДРс. + ДР|) ± УГАР (Ар„ + APiVf - 4 ДР„АР,

II,

,нм3/ч;

П| - количество повторно вводимого тарировочного газа, нм3/ч;

ДР0- потери давления осушенного газа на втором капилляре, кгс/м2,1

APi - потери давления на втором капилляре повторно вводимого тарировочного газа при его количестве, равном П|, кгс/м2;

ДРП - потери давления на втором капилляре смеси осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/м .

Способ определения влажности газовой среды заключается в том, что предвари- тельно производят тарировку двух последовательно соединенных капилляров, пропуская через них любой сухой газ и находят тарировочную зависимость потерь давления газа на первом капилляре от тактовых на втором капилляре, после чего анализируемую влажную среду пропускают через первый капилляр и фиксируют на нем потери давления влажного газа, выделяют влагу конденсацией и поглощением, фиксируют значение потерь давления осушенного газа на втором капилляре, определяют количество паров воды добавкой в оставшийся осушенный газ газа с удельным весом равным удельному весу паров воды до получения тарировочной зависимости потерь давления газа на втором капилляре при фиксированном значении потерь давления влажного газа на первом капилляре.

Наряду с этим дополнительно производят тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и нахождением зависимости потерь давления от количества этого газа и после прекращения подачи через второй капилляр газа с удельным весом равным удельному весу паров воды в-оставшийся осушенный газ поНа чертеже схематически представлен возможный вариант устройства, реализующего способ.

5 Устройство содержит термостат 1, в котором помещены капилляры 2 и 3 со змеевиками 4 и 5, в промежутке между которыми снаружи термостата установлен холодильник - конденсатор 6, влагоотделитель 7 и

0 влагопоглотитель 8. Капилляры подсоединены к перепадомерам 9 и 10, Влажный исследуемый газ к устройству подводят по линии 11, а осушенный исследуемый газ отводят по линии 12. После влагопоглотителя

5

0

5

линия осушенного газа до капилляра соединена через ротаметр 13 и регулировочные вентили 14 и 15 с линиями 16 и 17 дополнительно и повторно вводимых тарировочного газа соответственно с удельными весами равным и неравным удельному весу паров воды, линия влажного исследуемого газа соединена с линией 18 тарировочного газа через регулировочный вентиль 19.

Сущность способа заключается в следующем.

Известно, что влажность газовой среды или, что тоже самое процентное содержание паров воды равно

RH2O

ПН2О

Пн2о + П0

100

(D

где П Н2О количество паров воды во влаж- ном газе, нм3/ч;

По - количество осушенного газа во влажном газе, нм3/ч.

В формуле (1) неизвестными являются П Н2О и П0, которые по предлагаемому спо- собу определяют следующим образом.

ДР2 - f( ДРз) или ДРз f( ДР2) (2)

АР2 ДРв.

ДРз АРо.

Вследствие поглощения паров воды изменяются удепьный вес и количество анализируемой среды и нарушится тарировочная зависимость

АРз f( АРг) или АР f(A Рз)

16через рогометр 13 добавляют газ с удельным весом у равным удельному весу паров воды унго, и в количестве, равном количеству сконденсированных паров воды Пн2О, так, чтобы на капилляре 3 получить значение ДРз соответствующее ЛР2 ДРвДля условий тарировки при фиксированном значении АР2 ДРв. И при этом определяют по ротометру 13 значение П Н2ОЗначение П0 определяют следующим образом.

17через ротометр 13 и находят зависимость потерь давления от количества этого газа, те. ЛР, f(n,).

6 Затем после прекращения подачи через капилляр 3 газа с удельным весом равным удельному весу паров воды и в количестве равно:, количеству выделенных паров воды в оставшийся осушенный газ повторно вводят заданное количество ГЬ любого сухого тарировочного газа. При этом на капилляре 3 установится перепад давления APi.

Так как

ДРп К3По + П,)2 /см(3)

где Кз - коэффициент расхода для капилляра 3;

УСМ удельный вес смеси осушенного л повторно вводимого тарировочного газов равный

„ ПП + УоП0

Усм - -пт+тъздесь уь и yi - соответственно удельный вес осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/нм3.

Подставляя значение усм выражение (3) будет иметь

ЛР « к (п -4- пл2 . П| 4 П0 ДРп - МПо + П.) fjprrn- К3(П0 + П|)(у|П|+ у0П0)

(5)

Или

Рп КзПо Уо + КэПс/ Уо + +К3П0П| + КзПоП уо(5-а)

Но КЭП02 у0 Ау0; К3П2 yi Д PI; APi

К3 У|П|

П|

к п v АРо

К-з 1о УО -гт- ,

I О

поэтому выражение (5а) принимает вид ДРп АРо + APi + АР, ПЈ + др0 i (56)

I ИПо

Путем несложных преобразований выражение (56) и решая его относительно П0 находим

П|ДРп - (АР0 + АР,) ± (М,По определенным таким образом значениям По и П Н2О определяют процентное содержание паров воды по формуле (1),

Так же в процессе определения содержания паров воды можно установить наперед заданное значение Р0, изменением количества влажного исследуемого газа Пв, а значение Пь а следовательно и APi также

наперед известны, поэтому равенство (6) можно записать в виде

По а ДРп - Ь + (дрп Ь)2 с , (7)

где а

П|

const

MPT b APo+ A Pi const

с 4 АРО - А Р, const

Пример. Предварительно через капилляр 3 пропускали газы с удельным весом равным 0,804 кгс/нм3 и 1.293 кгс/нм3. После чего через капилляр 2 пропускали влажный газ (смесь паров воды и аргона) при АРВ 69,6 кгс/м2 и ДР0 28,6 кгс/м2 с параметрами, соответствующими параметрам газа известного способа. При этом П0 - 14. нмэ/ч, П н2о нм3/ч, АРв 45,51 кгс/м2, АРо 32,07 кгс/м2 и RHJZO- 17,65%.

Результаты значений APi представлены в таблице 1.

Далее после выделения паров воды в осушенный газ по линии 16 повторно вводили вначале газ с yi 0,804 кгс/нм3, а затем по линии 17 - газ с у 1,293 кгс/нм3 в количестве, соответствующем таблице 1.

Результаты значений Рп в результате добавки в осушенный газ этих газов и вычисленных значений П0 и R H2O Для газа с у - 0,804 кгс/нм представлены в таблице 2, а для газа с у 1,293 кгс/нм3 - в таблице 3.

По предложенному способу время определения ДРП и расчета значений R H2O Аля наперед известных значений Пк ДР0 и Д Pi составляет не более 5 минут при трех испытаниях (расходах добавочного газа).

Таким образом, предлагаемый способ определения содержания влажности газовой среды, имея достаточную точность, обладает простотой определения, так как в нем исключается операция определения состава сухого газа до ввода в него добавочного газа и после ввода этого газа и кроме того, значительно сокращается время определения содержания влажности газовой среды. Причем для определения в выражениях (6) и (7) знака перед радикалом в осушенный газ добавляют газы с различным удельным весом и производят при этом вычисления.

Если вычисленные значения П0 для этих газов близки (равны) между собой, в дальнейшем вычисления П0 производят при соответствующем знаке перед радикалом.

Так, в примере при вводе осушенный газ повторно вводимого газа с у 0,804 кгс/нм при знаке (+) перед радикалом П0 17,77-10 3 нм3/час, а при знаке (-) П0 13,999-10 3нм3/час.

При добавке в осушенный газ газа с у, 1,293 кгс/нм3 при знаке (+) перед

радикалом П0 13,999-10 3 нм3/час, а при знаке (-) П0 11,049-10 3нм3/час.

Следовательно, все последующие вычисления следует проходить для газа с

yi 0,804 кгс/нм со знаком (-) перед радикалом, а для газа с yi 1,293 кгс/нм - со знаком (+) перед радикаом.

Таким образом повторный ввод тариро- вочного газа в осушенный газ позволяет сократить время и повысить достоверность определения.

Формула изобретения

Способ определения влажности газовой среды по авт.св. № 842536, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения и повышения его достоверности, дополнительно предварительно производят тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и нахождением зависимости потерь давления от количества этого газа и после прекращения подачи через второй капилляр

газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды, в оставшийся осушенный газ повторно вводят заданное количество любого сухого тарировочного газа, а влажность R H2O анализируемой среды определяют из зависимости

х-тсХ;-™.

где П Н2О количество паров воды, определенное добавкой в осушенный газ газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды, нм3/ч;

П0- количество осушенного газа,

.П.ьйЕОЕ деЖ

нм3/ч;

П( - количество повторно вводимого тарировочного газа, нм3/ч;

АР о потери давления осушенного газа на втором капилляре, кгс/м2;

APi - потери давления на втором капил- ляре повторно вводимого тарировочного газа при его расходе, равном П|, кгс/м2;

АРП - потери давления на втором капилляре смеси осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/м2.

Таблица 1

Таблица 2

10

Таблица 3

/ VGA L 3L i ,у. z/ блажш и гез

т/у

#/г ;jj

Topupofew&fi) газ

L- UL

Скесл, еаз& cfl-/7c + fli.

Газ сГ--Гиг ип-ft/ г

-1 7 8

ЛГ ЛЛРЛИЛ scrj v

Газ сГ--Гиго ип-ft/ г