Устройство для измерения показателя адиабаты газов Советский патент 1976 года по МПК G01N11/00 G01N9/32 

Изобретение относится к устройствам для исследования термодинамических свойств газов, в частности для измерения показателя адиабаты, и может быть применено на газовых и нефтяных промыслах и на химических производствах. Известно устройство для определения показателя адиабаты газов, содержащее емкость с измерителями давления, которая на входе снабжена расходомерным соплом, а на выходе - соплом сверхкритического истечения, перед которыми установлены манометры давления, и на расходомерном сопле встроен манометр перепада давления, причем дпаметр сверхкритического сопла в 1,5-2,5 раза меньш& диаметра расходомерного сопла. Показатель адиабаты при помощи этого устройства определяется расчетным путем по измеренным перед двумя соплами и перепаду давления на расходомерном сопле. Таким образом можно считать, что известно устройство, содержащее линию подвода газов со стабилизатором давления, два установленных последовательно турбулентных дросселя с измерителем давления между ними. Основными недостатками известного устройства являются: необходимость ручных операций и расчетов при определении показателя адиабаты, невысокие точность и чувствительность определения показателя адиабаты, а также его сложность (применение трех различных измерительных приборов). Для повышения точности и чувствительности измерения в предлагаемом устройстве дополнительно установлены параллельно первой наре дросселей два турбулентных дросселя отводом на измеритель давления, причем первая пара дросселей выполнена с соотношением их проходных сечений по ходу газа больше 0,7, преимущественно 1,3, а вторая пара -с соотношением меньшим 0,7, преимущественно 0,45. На фиг. 1 изображена принципиальная схема предложенного устройства для измерения показателя адиабаты газов; на фиг. 2 - график зависимости чувствительности пары последовательно соединенных турбулентных дросселей по показателю адиабаты от соотношения проходных сечений этих дросселей. Устройство для измерения показателя адиабаты газов состоит из двух последовательно соединенных дросселей 1 и 2 - для одной пары, 3 и 4 - для другой пары, перед которыми на линии подвода газа установлен стабиЛИзатор давления 5, и измерителя давления - дифманометра 6, соединенного с отводами от междроссельных камер обеих пар дросселей. Дифманометр проградуирован в единицах показателя адиабаты. Дроссели 1, 2, 3 и 4 могут быть выполнены в виде тонких диафрагм, в которых эффект дросселирования вызывается местными сопротивлениями на входе и потерями на выходе, и не зависит от действия сил трения при течении газа по каналу дросселя. Кроме того, диафрагмы выполняются со следующим отношением площадей их проходных сечений: для одной пары дросселей- больше 0,7, преимущественно 1,3, для другой - меньше 0,7, преимущественно 0,45. Контролируемая среда при постоянном давлении, обеспечиваемом стабилизатором давления 5, непрерывно пропускается в режиме турбулентного потока через обе пары дросселей 1, 2 и 3, 4. С изменением показателя адиабаты контролируемой среды изменяются соотношения газодинамических сопротивлений 1 и 2, а также 3 и 4, что приводит к изменению междроссельных давлений в каждой паре дросселей. При этом за счет выполнения дросселей с указанными соотношениями площадей их проходных сечений междроссельное давление в одной паре дросселей изменяется с изменением показателя адиабаты в одном направ-, лении, а междроссельное давление в другой паре дросселей - в противоположном направлении. Вышеуказанное следует из зависимости чувствительности пары последовательно соединенных дросселей по показателю адиабаты от соотношения площадей проходных сечений этих дросселей (фиг. 2). Как видно из этой зависимости каждому конкретному соотношению площадей проходных сечений двух последовательно соединенных дросселей (/i//2, где /1 и /2 - площади проходных сечений соответственно первого и второго по ходу движения контролируемой среды дросселей) соответствует определенная чувствительность по показателю адиабаты, протекаемой через дроссели среды. При этом в диапазоне изменения /i//2 от нуля до 0,7 чувствительность принимает положительные значения (при возрастании величины показателя адиабаты давление в междроссельной камере пары последовательно соединенных дросселей увеличивается), а в диапазоне изменения /i//2 от 0,7 до оо чувствительность принимает отрицательные значения (при возрастании величины показателя адиабаты давление в междроссельной камере пары дросселей уменьшается). Кроме того, зависимость на фиг. 2 в каждом из двух указанных диапазонов имеет максимум. Следовательно отношение fi/fz одной пары последовательно соединенных дросселей должно обеспечивать максимальное значение чувствительности в первом диапазоне, а отношение другой пары дросселей - во втором диапазоне, т. е. это отношение должно выбираться преимущественно равным 1,3 - для первой пары дросселей и 0,45 - для второй пары дросселей. В результате каждому значению показателя адиабаты контролируемой сред.ы соответствует определенное значение перепада давления, снимаемого с междроссельных камер обеих пар дросселей и измеряемого дифманометром 6. Проведенными исследованиями предложенного устройства для измерения показателя адиабаты газов установлено, что выходной сигнал устройства не зависит от плотности и вязкости контролируемой среды, а всецело определяется лишь ее показателем адиабаты. Формула изобретения Устройство для измерения показателя адиабаты газов, содержащее линию подвода газов со стабилизатором давлеиия, два установленных последовательно турбулентных дросселя с измерителем давлеиия между ними отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности измерения, в нем дополнительно установлены параллельно первой паре дросселей два турбулентных дросселя с отводом на измеритель давления, причем первая пара выполнена с соотношением проходных сечений но ходу газа больше 0,7, преимущественно 1,3, а вторая пара - с соотношением меньшим 0,7, преимущественно 0,45.

-f-Я,