Устройство для измерения истинного объемного паросодержания двухфазного потока Советский патент 1977 года по МПК G01N9/36 

1

Изобретение. относится к средствам Ksfмерения истинного объемного паросодержа- кия двухфазного потока, на который производится динамическое воздействие, и может быть применено в парогенерирующих устрой ствах, например в кипящихфеакторах, паровых котлах, парогенераторах.

Известно устройство, содержащее датчик давления и измеритель l. Работа этого устройства основана на использовании; скоjaocTHoro напора, rtpH котором поток смеси поворачивает пластину, закрепленную на стержне, и вторичный прибор по углу поворота пластины показывает паросодержание потока, проходящего в этот момент по трубопроводу.

Однако это устройство обладает малой точностью.

Известно также устройство лля изменения паросодержания двухфазного потока, содержащее датчики перепадов давления, импупьсиые пинии и иоккрнтепьиый прибор, причем датчик выполнен п виле мембранного или сильфонного аис14еренинапьного ма-н: метрд 2.

При измерении паросодержанкя при дви- жении двухфазного потока в измерительном объеме по импульсным линиям на дифференциальный манометр передается масса столб двухфазного потока. От диффере1щиального N манометра сигнал поступает в измерительный прибор, по показаниям которого может ;|быть опредепено истинное объемное паросодержание потока по формуле:

а pH-u -u)

о

где Р,р - плотности жидкости и пара

при температуре насыщения при данном давлении;

Н - высота столба двухфазного потока, м;

&h - величина измерительного столба, н/м J

uP-j.p. - гидравлические потери на трение,

Это устройство является ближайщим к предлагаемому по техт1ческой сущности и дocтигaeмo ty результату.

Известное измернтгльное устройство требует установиЕ шегося стационарного движения двухфазного потока, в то время как при работе парогв1юраторв существует динамическое воздействие в виде пуяь саонй потока и вибраций, обладает большой инерционностью вспедствие ропьшого значения постоянной времени измерительной снсгемы, т, е. не обеспечивает достаточно качественных динамргческих характеристик. Целью изобретения является улучшение яийамическнх характеристик устройства. 15ля достиженам этой цели на измерительном участке допопнительно устанс ле датчик ускорения, а вторичный прибор выполнен в виде двух делителей, ко входам первого из которых подключен измеритель перепада и датчик ускорения, а ко входам второго - выходы двух сумматоров, подсоединенные к выходу первого делителя н к аадатчвк м. Для измерения истинного объемного па росодержания используется динамическое ускорение, соо&цаемое двухфазному потоку при воздействии внешних сил, и перепад давления в двухфазном потоке в течение времени, при котором сообщается динамическое воздействие на поток. Если из измеряемого объема выделить элементарный столб двухфазного потока высотою Н и площадью основания 1 см , то масса указанного столба будет: Н1 СМ,- кг где р см jO vp( плотность смеси, кг/м . Сообщение потоку ускорения 2. (т)за время U , например, по оси Z s вызовет со сторокы столба смеск давления на основаниетп 2(Г) Д.(Г)Подставив значение массы в это уравнениэг получим формулу для определения среднего значения истинного объемного па росодержания смеси в задагшом объеме: 1 ,4 (г) ) P-f Таким образом, измерив во времени ус корение 2№) и давление столба смесиДр(Т можно определить значение истикного объе него паросодержания смеси до момента динамического воздействия на поток. На чертеже представлена блок-схема устройства. Ус гройство содерисит два датчика давлени 1 и 2, напримертензометрических. располож 1ПЫХ в исследуемом объеме 3 Ыроводяной смеси не некотором расстоянии друг от др га по высоте, датчик ускорения 4, например : индукционный, сумматоры 5 - 7, дел тали 8 к 9, зада тч ПК и плотностей фаз 1О и 11, вторичной прибор 12. Прн воздействии на измеряемый объем ароводяной смеси ускорения происходит MTHOBeHifoe взвешивание столба двухфазной жидкости, которое фиксируется датчиками 1 и 2j и электрический сигнал от них, пропорциональный измеренному давлению, передается в сумматор 5, в котором осуществляетч;я операция вычитания между сигналами по давлению датчиков 1 и 2, и вырабатыва-ется импульс, пропорциональный разности тих давпений. Электрический сигнал поступает далее на делитель 8, куда одновременно подается электрический сигнал от ускорения 4, помноженный на высоту столба ясидкос ти, которая является постоянной величиной. В делителе 8 формируется электрический сигнал, пропорциональный частному от деления величин с выходов сумматора 5 и дат чикй 4, который поступает в сумматор 6, куда однсжременно из задатчика 10 поступает импульс , пропорциональный значению плотности жидкой фазы патока. Одновременно в сумматоре 7 формируется электрический импульс, пропорциональный разности плотностей жидкой и паровой фаз от задатчиков 10 и 11. Электрические сигналъ, пропорциональные цазности сигналов задатчика 10 и делителя 8 и разности плотностей фаз от сумматоров 6 V 7 подаются -в делитель 9, в котором формируется электрический сигнал, пропорциональный значению .паросо- держания в потоке поступающий на вторйчный прибор 12. Предлйгаемое устройство позволяет из:, мерять паросодержание при любом динамическом воздействии, что улучшает характеристики устройства по сравнению с известными ранее. Формула изобретения Устройство для измерения истинного объемного паросодержания двухфазного потока, содержащее датчикиаавления, установленные на измерительном участке и подключенные к измерителю перепада, и задатчики плотностей фаз, подключеннъш вместе с из меригепем, перепада ко вторичному прибору, отличающееся гем, что, с цепьюулуч- (пения динамических характеристик, на измерительном участке аопопнитепьно установпен датчик ускорения, а вторичный прибор выполнен в виде двух делителей, ко входам первого из которых подключены измеритель перепада и датчик ускорения, а ко входам второго - выходы двух сумматоров, подсо{единенные к выходу первого депитепя и к 1задатчикам. Источники информации, принятые во вн мание при экспертизе: 1. Результать испытаний датчиков па- s расодержания конструкции ФЭИ на воде и пароводяной смеси, Отчет Всесоюзного теллотехняческого институтаЛМ., 1968. 2. Стыриковвч М. А. Методы вкспервмепталыюго изучения внутрикотповых пропессов, Госиздат, М. - Л., 1961, с. 133-136.

-Л/

v