Способ определения концентрациичАСТиц B диСпЕРСНОМ пОТОКЕ гАзА Советский патент 1981 года по МПК G01N15/02 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЧАСТИЦ В ДИСПЕРСНОМ ПОТОКЕ ГАЗА

том, что это влияние более существенно при истечении струй в разреженное пространство в переходном (по диапазоне числе Киудсена) резкиме, чем при истечении в континуальном . режиме. Относительно небольшие добавки твердой дисперсной фазы .I) в струю чистого газа вызы-. вают значительные перемещения зазамыкаюи1ёго скачка(яа 20%, что позволяет определить количество примеси. Положение замыкающего скачка уплотнения в недорасширенной струе определяется одним из известных методов напрдалер визуализацией ударной волны маломощным тлеющим разряде по максда4уму поглощения лизерного или электронного пучка с помощью трубки Пито.

На фиг. 1 приведена схема одного из возможных устройств, с помощью которого ресшизуется предлагаемый способ; на фиг. 2 - расчетная и экспериментальная зависимости массовой доли частиц от относительного расстяния до за1«лкаю1цего скачка.

Устройство содержит емкость 1 с дисперсным потоком газа, трубопровод, запорные краны 2, 3, 14, 15 и 17, фильтры 4 и 13, прибор 5 для подерживания постоянного перепада давлений, датчики 7 давлений и указывающие приборы 6, сопло В с обогревом, камеру 9, датчик 10 положения замыкающего скачка с механизмом 11 перемещения, регулятор 12 перемещения скачка, откачную систему 16 и узел 18 дозированной подачи частиц 18.

Измерения производят следующим образом.

Пробу из емкости 1 отбирают чере фильтр 4 и кран 3 и пропускают чере сопло 8 при открытом кране 15 и включенной откачной системе 16. С помсхцью датчиков 7 давления и прибора 5 измеряют степень нерасчетности - Ра/Рв .(где PQ - давление на срезе сопла 8, Р давление в камере 9), образующейся сверхзвуковой недорасширенной струи газа. Перемещая датчик положения замыкающего скачка уплотнения в струе газа вдоль оси струи, определяют прборсми 12 положение замыкающего скачка уплотнения Х|. Закрыв кран 3 и открыв кран 2, пропускают пробу через сопло 8 в камеру 9. С помощью регулирующих кранов 14 и 15 и прибора 5 добиваются, чтобы значение степени нерасчетности сопла совпало со значением, полученньв для чистог газа и абсолютной величине было менше 10 единиц. Аппаратурой 10-12 измеряют положение замыкающего скачка уплотнения в струе пробы Х. При реализации способа положения замыкащих скачков уплотнения определялись при визуализации ударных волн в

струе методом маломощного тлеющего разряда (на фиг. 1 аппаратура для визуализации не показана).

Концентрацию частиц в дисперсном, потоке газа - f определяют по отношению (или разности) измеренных положений замыкающих скачков уплотнения - XQ/XJ. из предварительно полученной на данном устройстве тарировочной зависимости 4 f (Х-/Х) , для

с г

известного диапазона размеров частиц. Тарировка устройства производится с помощью узла 18 дозированной подачи частиц при открытом кране 17. Концентрацию частиц можно также определить из эмпирического соотношения

,/2

Хс0,69

3 1-«-0,197N J«4o.

, (1)

где d - диаметр среза сопла.

Отношение удельных теплОемкостей для газа Г- - числа Маха на срезе сопла при отсутствии частиц - Мд, степень нерасчетности - Рд/Р„ и расстояние от среза сопла до замыкающего скачка уплотнения - Х, являются известньви1и величинами.

Экспериментально определенная весовая концентрация частиц А,,О- в струе воздуха хорошо согласуется с соответствующим значением е.е, полученным расчетным путем по формуле (.1) (см. фиг. 2)

Использование предлагаемого способа определения концентрации частиц в дисперсном потоке газа обес ечивает по сравнению с известными способами возможность измерения высоких массовых долей (,9) содержания твердых частиц в газе при широком диапазоне изменения параметров дисперсного потока (температуры, давления и скорости), возмоность повышения чувствительности метода за счет изменения соотношения массовых расходов газа и частиц при одновременном увеличении точности измерений.

Формула изобретения

Способ определения концентрации частиц в дисперсном потоке газа путем отбора пробы из газа, очистки ее от частиц и поочередного пропускания газа и очищенной пробы через . сопло, отличающийся тем, что, с целью увеличения диапазона изменения параметров дисперсного потока, а также повышения точности и чувствительности способа, газ и пробу выпускают в разреженное пространство в форме сверхзвуковых недорасширенных струй с одинаковой степенью нерасчетности путем регулирования давления на срезе сопла

И в разреженном пространстве определяют положения эамыкаюошх скачков уплотнения в струях газа и пробы, и по их разности судят о величиие концентрации частиц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Клименко А.П. Методы и приборы. для измерения концентрации пыли, Химия,.1978, с. 178-181.

2. Вестник технической и эконо мической информации, НИИ техникоэкономических исследований ГК СМ по химии, № 2, 1962, с. 65 Спрототип),

Хо

Ч f,ff

0,9 0.8 ОЛ QJB 0,5

4 ОЛ « в/ О

/ f 5J 0,ii Ц5 Q 0.1 ff,8 0,9 1,0 f

экс. doHHbif

fffff ffmfftne saSucvfnnfor Фиг. г