Способ измерения расхода воздушной смеси Советский патент 1983 года по МПК F23N5/10 G01F5/00 

меренный расход эжектирующего воздуха в определенное количество раз равное величине коэффициента эжекции. При этом величина коэффициента эжекции для данной конструкции эжек тора принята постоянной величиной Недостаток этого способа измерения расхода воздушной.смеси состоит в -низкой точности, обусловленной тем, что коэффициент эжекции не является постоянной величиной При различных температурных режимах в |процессе цикла нагрева металла. В связи с тем, что происходят большие колебания физических характеристик компрессорного воздуха (изменяются его расход, температура,), а также расход рекуперативного воздуха, характеристики которого зависят от состояния и температуры рекуператора, действительный расход воздуха значительной степени отличается от теоретического и требует корректировки по анализу дымовых газов. Цель изобретения - повышение точности .измерения расхода вoздsшной смеси, образуемой путем смешеНИН эжектирующего и эжектируемого воздуха. Указанная цель Достигается тем, что измеряют температуру эжектирую щего, эжектируемого воздуха и воздушной смеси, определяют по извест ным зависимостям плотность эжектирующего воздуха и воздушной смеси, а также теплоемкость эжектирующего, эжектируемого воздуха и воздушной смеси при измеренных темпер турах и расход воздушной смеси определяют по формуле V-V Уо(„ ,,V4H/ где VQ- расход эжектирующего воздуха;Рр- плотность эжектирующего воз духа; р., - плотность воздушной смеси; теплоемкость эжектирующего воздуха; Cj- теплоемкость эжектируемого воздуха; С 5 теплоемкость воздушной смеси; температура эжектирующего .. воздуха; tj- температура эжектируемого воздуха; t температура воздушной смеси. На фиг. 1 приведена схема расположения измерительных устройств для измерения необходимых параметров; на фиг. 2 - зависимости плотности f и теплоемкости С от температуры. На трубопроводе 1 эжектирующего воздуха установлена диафрагма 2 для измерения расхода воздуха и дифманометр 3. Эжектируюцдай воздух проходит- через металлический рекупераг тор 4, и подсасывает эжектируемай воздух из коробчатого сечения 5. Воздушная смесь поступает в смесите льный диффузор б. Температура эжектирующего воздуха измеряется термопарой 7, эжектируемого - термопарой 8 и воздушной смеси - термопарой 9. Измерение расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектирующего и эжектируемого воздуха осуществляется следующим образом. МасЬа т, эжектирукнцего воздуха является известной величиной. Кроме того имеется информация о температурах t-), tj, t 3соответственно эжектирующего, эжектируемого и смеанного воздуха. При рассмотрении баланса массы m и энергии (энтальпии J, ) можно записать систему уравнений т)+ т,2 w а 3-,+ 9 3, где mg- масса эжектируемого воздуха; масса смешанного воздуха; энтальпия эжектирующего воздуха ; 2 энтальпия эжектируемого воздуха ; 3, - энтальпия смешанного воздуха. Если принять, что Jf ic,,t(i I ,2,3), а коэффициент эжекции и mj/m,, , тогда (1) примет вид 1 + U Шд/Ш ucg,t2 (mj/m)cjtj (2) где сt - теплоемкость и температура в соответствующих потоках воздуха-. После преобразований, получим U ( с t)/U, cjtj) , (3) тогда масса воздушной смеси т, + и) С) Если учесть то обстоятельство, что измеряется объемный расход войдуха, а расход сжатого VQ измеряется до его поступления в металлический рекуператор при температуре t р и плотности ро, то окончательная формула для определения расхода воздушной смеси имеет вид v-v.|f--,|(,.VfA Таким образом, для измерения расхода воздушной смеси, иэмеряют температуру эжектируиадего, эжектируемЬго воздуха и воздушной смеси, опредвляют по известным зависимостям (фиг.2) плотиость э сектнрующего воздуха и воз воздушной смеси при измереииях температуры и определяют расход воздушиой смеси по вышеприведениой формуле. Измерение расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектируюг. щего ее эжектируемого воздуха по вышеприведенной формуле повышает точ-.. . ность измерения, так как при измер.ении учитываются зависимость теплофизических свойств воздуха (плотность итеплоёмкость) от температуг Формула изобретения Способ измерения расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектируюадегр и эшектируемого воздуха,, заключающийся в измерении расхода эжектируюиего воздуха сужа- 25 ющим устройством с дифманометром, отличающийся тем что, с целью повышения точности, измеряют температуру эжектируювдего, эжектируемого воздуха и воздушной сме- JQ си, определяют по известным зависимостям плотность эжектируювдего воздуха и воздушной смеси, а также те ру пр хо фо гд пр ис М за М плоемкость эжектирующего, эжектиемого воздуха и воздушной смеси и измеренных температурах, расд воздушной смеси определяют по рмуле jg./,. Ув-уп Рэ1 eVo - расход эжектируивдего воздуха;Ро - плотность эжектирующего воздухаЯз плотность воздушной смеси} с - теплоемкость эжектирующего воздуха; С2 - теплошдасость эжектируемого воздуха; Сз - теплоемкость воздушной смеси t, - темп атура эжектирующего воздуха; tj - температура эжектируемого воздуха; ty- температура воздушной смеси. Источники информацияг инятые во внимание при экспертизе 1.Курочкин Б.Н. Теплотехнические пытания мартеновских печей. М./; еталлургия,-1972, с. 127-128. 2.Каганов В.Ю. и др. Автоматиция метёшлургических печей. М.f еталлуртая, 1975, с. 328-338.

-9

I/

/

Этектируемый воздух

7

Этентирующий боябух

fae. 1