Способ определения структуры потока газа в аппарате Советский патент 1993 года по МПК G01P5/18 

Изобретение относится к способам измерения времени пребывания частиц газового потока в аппарате или к способам измерения структуры газового потока и может найти применение при исследовании гидродинамических, массообменных, диффузионных и химических процессов в машинах, аппаратах и реакторах химической, нефтехимической, газовой, топливной, энергетической и других отраслях промышленности.

На чертеже представлена схема предлагаемого способа измерения структуры потока газа.

Поток газа перед входом в аппарат 1 поступает в электроразрядную камеру 2. На выходе из аппарата 1 установлена кондукто- метрическая ячейка 3 с записывающим устройством 4.

Измерение структуры газового потока производится следующим образом. Поток

газа перед входом в аппарат 1 сначала поступает в элекуроразрядную камеру 2, где под действием мгновенно приложенного высокого напряжения происходит электрический разряд. Положительно заряженные ионы в электроразрядной камере 2 разряжаются, и на выходе из электроразрядной камеры 2 поток газа имеет избыточный отрицательный заряд молекул основного потока газа и электронов, образующих стандартный импульсный сигнал на входе в аппарат 1. Проходя по аппарату 1, в соответствии с его структурой потоков отрицательно заряженные молекулы основного потока газа и электроны регистрируются на выходе кондуктометрической ячейкой 3, передающей на записывающее устройство 4 изменения электропроводности газового потока,

Пример. Было проведено измерение структуры газового потока по предлагаемо00

ы ю

Ј

ы

му способу в межтрубном пространстве ко- жухотрубного теплообменника.

Перед теплообменником была установлена электроразрядная камера, представляющая собой металлическую трубу диаметром 20 мм и длиной 160 мм, внутри труб.ки осесимметрично с ней расположен электрод-проволока диаметром 2 мм и длимой 50 мм. Металлическая трубка соединена с отрицательным полюсом высоковольтного выпрямителя, а электрод- проволока соединена с положительным полюсом того же выпрямителя. В качестве высоковольтного источника была использована катушка Румкофта, позволяющая 220 В переменного тока трансформировать в 20 кВ постоянного тока. В выходном штуцере .теплообменника установлены с зазором 4 мм два электрода кондукто метрической ячейки. Электроды кондуктометрической ячейки соединены с мостом сопротивления и потенциометром КСП-3, представляющими записывающее устройство.

При подаче газового потока в аппарат- теплообменник он предварительно проходит через .металлическую трубку с электродом-проволокой, представляющими собой электроразрядную камеру. При включении тумблера-разрядника в катушке Румкофта низкое переменное напряжение трансформируется в высокое напряжение постоянного тока, достаточное для образования кратковременного разряда. Затем тумблер выключается и разряд прекращается. За счет коронного разряда между электродом-проволокой и трубкой электроразрядника образуются положительно и отрицательно заряженные ионы газового потока и свободные электроны. Так как Злектрод-проволока в трубке электроразрядной камеры короче самой трубки на 110 мм, а трубка заряжена отрицательно, то положительно заряженные ионы газового потока разряжаются на стенках трубки, соединенной с отрицательным полюсом, и на вход теплообменника подается газовый поток с избыточным отрицательным зарядом в виде входного импульсного сигнала. Для предотвращения стекания избыточного отрицательного заряда на корпус теплообменника он был электроизолирован и под; ключей к отрицательному полюсу источника

постоянного тока.

Распределяясь по теплообменнику в соответствии со структурой потока, отрицательно заряженные молекулы и свободные электроны газового потока на выходе из

теплообменника подаются между электродами кондуктометрической ячейки и регистрируются в виде непрерывной зависимости их концентрации от времени в записывающем устройстве.

Особенно удобно применять предлагаемый способ измерения газового потока в лабораторных и учебных целях, где применение радиоактивных изотопов нецелесообразно по технике безопасности.

Способ несложен в аппаратурном оформлении, так как в качестве электроразрядной камеры может быть использован стандартный разрядник Разряд-1, выпускаемый промышленностью.

Формула изобретения

Способ определения структуры потока газа в аппарате, заключающийся в том, что в аппарат подают поток и индикатор, электропроводность которого отличается от

электропроводности потока, и регистрируют на выходе аппарата функцию распределения частиц потока во времени, по которой судят о структуре потока, отличаю щи й- с я тем, что, с целью повышения точности,

перед подачей в аппарат поток газа мгновенно заряжают избыточным отрицательным зарядом, при этом одноименный заряд подают на корпус аппарата.

Использование: при исследовании гидродинамических, массообменных, диффузионных и химических процессов в машинах, аппаратах и реакторах химической, и нефтехимической, тазовой, топливной, энергетической и других отраслях промышленности, Сущность изобретения: поток газа перед подачей в аппарат мгновенно заряжают избыточным отрицательным зарядом, при этом ионизированные частицы не могут осесть на стенках аппарата из-за одноименного заряда, подведенного к аппарату, что обеспечивает повышение точности определения структуры потока газа. 1 ил.