Устройство для измерения расхода среды Советский патент 1976 года по МПК G01F1/68 

Для упрощения конструкции в ряде случаев термоприемник 4 размещают па теплопередающем элементе 5 вне трубопровода .со стороны нагревателя или с противоположной стороны трубопровода (фиг. 2). Чтобы обеспечить одинаковую ИНерционяость термоприемников 3 и 4 в некоторых случаях термоприемник 3 размещают на пластинке 12, выполненной из того же материала и имеющей те же размеры, что и участок теплопередающего элемента 5.

При необходимости измер-ения расхода в определенной зоне сечения измерительного участка 1, например, по оси трубопровода, участок пластины 7 частично теплоизолируют от потока пластинками 13.

Это целесообразно, в частности, в тех случаях, когда недопустимо вводить в трубопровод тело (теплопередающий элемент), температура которого значительно превыщает температуру потока. В качестве термоприемников 3 и 4 можно использовать термогребенки.

При работе устройства основная доля теплового потока от теплоизолированного источника тепла 2 передается участку 7 теплопередающего элемента 5 и далее измеряемому потоку. Принцип работы устройства основан на законах конвективного теплообмена потоком и указанным выще участком теплопередающего элемента 5. При этом существует однозначная связь удельного расхода потока и измеряемого температурного напора между охлаждаемым участком 7 и потоком при постоянной мощности источника тепла 2.

Наиболее простым и надежным в работе является пластинчатый участок 7 теплопередающего элемента 5. Ориентирование пластинки вдоль оси трубопровода (вдоль потока) обеспечивает безотрывное ее обтекание. Теплообмен между пластинкой и потоком заверщается в пределах пограничного слоя, образование которого обусловлено их взаимодействием. Степень турбулентности набегающего потока влияет лищь в определенных пределах на критическое число Рейнольдса, при котором течение в пограничном слое переходит из ламинарного в турбулентное, но не влияет на коэффициенты теплообмена в ламинарной и турбулентной областях. Следовательно, ноказания измерителя не зависят от турбулентности и измеряемого потока, его предыстории, диаметра трубопровода, щероховатости его стенок и ряда других факторов. Таким образом, отпадает необходимость градуировки измерителя на месте его установки и существенно повышается точность, стабильность и надежность измерения.

Предлагаемый измеритель расхода имеет более высокие чувствительность и экономичность, поскольку основная доля тенлового потока источника 2 передается через участок 7 теплопередающего элемента 5 измеряемому потоку. Бесполезное растекание тепла по стенкам измерительного участка 1 трубопровода сведено к минимуму, так как источник

тепла 2 и участок 6 элемента 5 теплоизолировапы от трубопровода и внешпей среды. Высокие чувствительпость и точность измерения обеспечиваются также значительной охлаждаемой потоком поверхностью плоского участка 7 элемента 5, что увеличивает долю полезно расходуемого тепла по сравнению с потерями в окружающее пространство.

Вместо измерения разности темнератур участка 7 и потока, возможно также в качестве величины, характеризующей расход потока, использовать плотность тока или напряжение питания источника тепла 2, изменяя эти параметры для поддержания постоянства указанной разности температур. Такакя схема желательна при измерении значительных расходов потока и позволяет суиестзенко повысить чувствительность измерителя з этом диапазопе расходов.

В том случае, когда масса нагреваемого участка 6 теплопередающего элемента 5 больще массы охлаждаемого участка 7, на участке 6 можно установить дополнительный термоприемник и но разности между его

показаниями и температурой нотока контролировать и поддерживать постоянной величину теплового потока от источника тепла 2 к участку 7. В итоге удается повысить точность измерения, так как исключается влиякие иа измеряемый ,л 1;отерь тепла в окружающее пространство при ьздостаточлой изоляции источника 2.

В отличие от кзр, тепловых расходомеров с косвенным подогревом предлагаемое

устройство имеет малую иперционгюсть. Известно, что инернионпость тепловых расходомеров определяется соотношением их массы и охлаждаемой потоком поверхности. В предлагаемом устройстве это соотнощение .можно

вынолнить очень малым путем уменьщения толщины охлаждаемого участка 7, следовательно устройство можно использовать в си.стемах автоматического регулирования расхода. Малые толщины участка 7, погруженного в измеряемый поток, обеснечивает незначительность потерь напора, вносимых измерителем в трубопроводы.

Предлагаемое устройство позволяет измерять расходы потоков, лшэтекающих в трубопроводах под высоким давлением, в том числе агрессивных, токсичных, вязких и других, тем самым расширяется область применения устройств.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения расхода среды, содержащее измерительный участок трубопровода, источник тепла, размещенный вне трубопровода и два термоприемника, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности, точности и надежности измерения, уменьшения инерционности и расширения области применения, оно снабжено