Пробоотборник для определения степени испаренности

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УБ ЛИК (19) (11) (59 4 С 01 N 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Фг;,,...,опислние изов кткния/ .

Н А ВТОРСКОММ СВИД=ТЕЛЬСТВУ . Й;,, . (21) 4034696/23-26 (22) 16. 10.85 (46) 07.05.88. Бюл. N- f7 (72) Ш.А.Пиралишвили, В.П.Муляров, С.М.Пиотух и Н.Г.Шитиков (53) 543.053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 866440, кл. G 01 N 1/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 342100, кл. G 01 N t/10, 1970. (54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТЕПЕНИ ИСПАРЕННОСТИ (57) Изобретение позволяет определять степень испаренности жидкости, распыленной в газовом потоке при диагностике процесса смесеобфазования в различных отраслях народного хозяйства: машиностроительной, химической, нефтегазоперерабатывающей, авиационной, теплоэнергетической и др.

1394093

Ц лью изобретения является повышение п едставительности пробы за счет увел чения точности раздела парогазовой и жидкой фаз. При подаче диагностируемой пробы тангенциально в камере раздела фаз под действием центробежных сил парогазожидкостная смесь сеПарируется на жидкую и парогазовую фазы. Их разделяют, отбирая жидкую ерез штуцер 3, а паровую — через

Изобретение относится к области тбора проб и диагностики процесса месеобразования, в частности для опеделения степени испаренности топива в потоке газа, и может использоваться в различных отраслях народ ного хозяйства: машиностроительной, химической, нефтеперерабатывающей, авиационной, теплоэнергетической и 10 т.д.

Цель изобретения — повышение представительности пробы за счет увеличения точности раздела парогазовой и жидкой фаз. 15

На фиг. 1 приведен пробоотборник, продольный разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение

Б-Б на фиг.1 (в месте подвода сжатого воздуха); на фиг.4 — сечение B-В 20 на фиг. 1.

Пробоотборник содержит камеру 1

1 раздела фаз, выполненную в виде кругового циЛиндра, один торец которого наглухо закрыт крышкой. Со стороны этого торца к боковой поверхности камеры раздела фаз тангенциально к поверхности установлена трубка 2 отбора пробы. К боковой поверхности, примыкающей к противоположному тор- 30 цу, приварен регулируемый штуцер 3 отвода отсепарированной жидкости. Торец закрыт крышкой с центральным отверстием, куда соосно камере 1 раздела фаз внутрь ее вставлена трубка

4 отвода парогаза диагностируемой пробы. Последовательно с камерой раздела фаз установлена камера 5 энергетического разделения так, что трубка

4 отвода парогаза своим другим кон- 40 цом проходит через приосевую зону кацентральную трубку 4. Для полной конденсации паровая трубка 4 интенсивно охлаждается в приосевой зоне камеры энергетического разделения. Разделенные части жидкой и сконденсированной паровой фаз взвешиваются и затем расчетным путем определяют степень испаренности жидкости, диспергированной в поток. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. меры 5 энергоразделения коаксиально с ней.

Камера энергетического разделения снабжена патрубком 6 подвода сжатого воздуха и завихрителем 7 воздуха.

На боковой поверхности камеры 5 у ее конца, примыкающего к камере 1 раздела фаз, выполнены регулировочные отверстия 8 и установлена передвижная регулировочная втулка 9. Торец камеры 5, примыкающий к камере 1 раздела фаз, закрыт крышкой, а противоположный снабжен диафрагмой 10 с центральным кольцевым отверстием 11 отвода охлажденной части исходного воздуха.

Регулируемый штуцер 3 отвода жидкой фазы снабжен вентилем 12, регулированием которого устанавливают такой расход жидкости, чтобы она полностью покрывала выходное отверстие. Внутри камеры 5 на конце, примыкающем к камере 1 раздела фаз, установлен развихритель 13, выполненный в виде крестовины, Пробоотборник работает следующим образом.

При отборе из потока парогазожидкостной смеси пробы на анализ необходимо установить плоскость среза трубки 2 отбора пробы ортогонально сектору скорости. Часть парогазожидкостной смеси — проба поступает по трубке 2 отбора внутрь камеры раздела фаз в виде закрученного потока.

При перемещении вдоль камеры раздела фаз капель жидкости за счет воздействия центробежных сил они отбрасываются на стенки камеры 1 раздела фаз и стекают в виде пелены жидкости к отверстию и далее к регулируемому шту1394093

55 церу 3, через который она отводится в емкость подготовленную для последующего взвешивания. Регулировочным вентилем управляют скоростью истечения жидкой пленки таким образом, чтобы она полностью прикрывала отверстие выхода жидкости, предотвращая попадание и унос через штуцер 3 отвода жидкости парогаза, Смесь пара с газом протекает по центральной трубке 4, второй конец которой размещен коаксиально камере энергетического разделения в ее приосевой области. Одновременно внутрь камеры 5 подается сжатый воздух в виде сильнозакрученного вихревого по" тока, перемещающегося к развихрителю

13. В процессе его течения окружной момент количества движения у потока снижается за счет воздействия различных диссипативных моментов: трение о стенку, генерация турбулентности и т.д. Вместе со снижением закрутки возрастает статическое давление, что приводит к организации в приосевой зоне возвратного течения — приосевого вихря. Между периферийным и приосевым вихрями происходит интенсивный энергомассообмен в поле с высоким радиальным градиентом давления.

В процессе взаимодействия двух вихрей периферийные слои нагреваются, а приосевые охлаждаются. Причем при о температуре на входе 20 С в процессе энергоразделения у периферийных слоев она достигает 20-100 С в то время, когда у приосевых она составляет от -20 до -40 С.

Приосевой поток при этом вращается как вынужденное течение, т.е. по закону вращения квазитвердого тела с постоянной угловой скоростью, что достигается за счет высокой степени

его турбулизации. Высокая степень интенсивности турбулентности Е >15Х. обеспечивает достижение больших значений коэффициентов теплоотдачи о 6 =

1-1,5 кДж/кг К, Таким образом, в приосевой зоне имеют место идеальные условия для охлаждения помещенных в нем объектов.

При протекании парогаза по трубке 4 в той ее части, которая размещена в камере 5 энергетического разделения, происходит его интенсивное охлаждение. Пар полностью конденсируется и стекает в виде жидкости в конденсатосборник, также подготов5

50 ленный для взвешивания. Нужный режим работы охладителя устанавливается регулированием дросселя в виде отверстий 8, перекрываемых передвижной втулкой 9 и площадью проходного сечения кольцевого центрального отверстия 11 диафрагмы 10. В процессе взвешивания находят массы жидкой и паровой фаз, после чего рассчитывают суммарную массу жидкости, диспергированной в потоке, в точке отбора пробы

М = М + М„ и степень испаренности

М

Ч=

М +М„ где М„ — масса взвешенного пара;

М, — масса жидкой фазы.

Таким образом, для возможности определения степени испаренности пробоотборник выполнен в виде двух последовательных камер, одна из которых . снабжена тангенциальным подводом диагностируемой пробы, что позволяет в ней отделить от взятой пробы парогазожидкостной смеси жидкость и отвести ее для взвешивания. Центральная трубка позволяет отвести из камеры раздела фаз парогазовую смесь в соседнюю последовательно с ней соединенную камеру энергетического разделения, где оставшаяся парогазовая часть пробы охлаждается в целях конденсации .." паровой фазы и отвода ее в аккумуляционную емкость для взвешивания. Для повышения точности определения степени испаренности паровой фазы центральная трубка отвода парогазовой фазы помещена в приосевую зону камеры энергоразделения. Камера энергетического разделения снабжена завихрителем, позволяющим подавать сжатый воз" дух внутрь камеры энергетического разделения в виде сильнозакрученного потока, в центральной части которого за счет газотермодинамических эффектов создаются отрицательные температуры и высокие значения коэффициентов теплоотдачи. Для увеличения эффектов охлаждения и сокращения длины камеры энергоразделения она снабжена развихрителем в виде крестовины, дросселем и диафрагмой с центральным кольцевым отверстием, позволяющим увеличить глубину охлаждения и увеличить точность определения степени испаренности, Формула изобретения

1. Пробоотборник для определения степени испаренности, содержащий труб1394093

А -,й райерн то

Apagmo

В-В

Составитель Л.Нечипоренко

Техред М.Моргентал

Редактор Н.Тупица

Корректор M.Ïîæo

Заказ 2213/39

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ку отбора пробы, камеру раздела фаэ, рубку отвода жидкой и парогазовой аэ и эавихритель, о т л и ч а юи и с я тем, что, с целью повышения представительности пробы за счет увеличения точности раздела парогазовой и жидкой фаэ, пробоотборник снабжен последовательно установленной

С камерой раздела фаз камерой знерге-10 ического разделения, снабженной патубком подвода сжатого воздуха, диафагмой с центральным кольцевым отверсием и размещенными на противоположом конце камеры развихрителем и реулировочным дросселем, при этом заихритель размещен в камере энергеического разделения, трубка отбора робы размещена в камере раздела фаз тангенциально, трубка отвода парогазовой фазы снабжена регулируемым штуцером, расположена коаксиально в камере энергетического разделения с размещением верхнего конца этой трубки в камере раздела фаэ выше трубки отвода жидкой фазы.

2. Пробоотборник по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что завихритель выполнен в виде тангенциального подвода, а развихритель в виде крестовины.

3. Пробоотборник по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что регулировочный дроссель выполнен в виде отверстий, перекрываемых подвижной втулкой.