Способ определения содержания механических примесей в жидкостях
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Кл. 42/, 3j55
Заявлено 05.1V.1967 (№ 1146908/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 10.IV.1970. Бюллетень № 14
Дата опубликования описания 20ХП1.1970
МПК G 01п
УДК 002.637(088.8) Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Мииистров
СССР
Автор изобретения
С. С. Паллей
Заявитель Ленинградский филиал Специального конструкторского бюро по автоглатике в нефтепереработке и нефтехимии
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ
ПРИМЕСЕЙ В ЖИДКОСТЯХ (2) Известен способ определения содержания механических примесей в жидкости, основанный на измерении перепада давлений на капилляре, через который пропускают анализируемую жидкость. Однако на результаты измерений влияют свойства механических примесей и химический состав жидкости.
Предлагаемый способ заключается в измерении отношения перепадов давления, создаваемых на двух капиллярах разного сечения, в одном из которых режим течения структурный, а в другом ламинарный.
Как известно, жидкость характеризуется абсолютной вязкостью р, а коллоидные растворы обладают еще одной гидравлической константой — начальным напряжением сдвига . Эта константа равна значению возникающего внутри раствора касательного напряжения, при котором начинается движение, и зависит от состава этого раствора. >Кидкостп, содержащие механические примеси, с некоторым допущением можно приравнять к коллоидным растворам. Тогда начальное напряжение сдвига будет определяться содержанием механических примесей.
Известно, что если коллоидный расгвор в горизонтальной трубке находится в состоянии покоя, то для того чтобы он пришел в движение, необходимо на концах этой трубки создать разность давлений:
Л о — > (1) 1к где L — длина, a d, — диаметр трубки. Формулу (1) и все дальнейшие выводы с некоторым допущением можно распространить на жидкости, содержащие мелкие механические примеси. Если жидкость в трубке привести в движение, то перепад давления будет иметь значение
РЬ >
1р в зависимости от ЛР жидкость может протекать в трех режимах: структуj,íoì, ламинарном и турбулентном.
Предлагаемый способ основан на использо15 ванин структурного и ламинарного режимов течения контролируемой жидкости через капилляры. При структурном режиме течение жидкости вблизи стенок капилляра носит ламинарный характер, а ее центральная часть
20 движется как твердое тело. Диаметр центрального ядра определяется по формуле о— (3) 25 Практически структурный режим течения в капилляре наступает при d )0,05d, Из формулы (3) следует, что для того чтобы при малом содержании механических примесей режим течения через капилляр стал структурзр ным, необходимо выбрать величину перепада давления и диаметр капилляра также сравнительно малыми. Экспериментально найдены
268742 (5) где
Отношение (8) ЬР
80ЭЬ
d (4) Составите.иь Е. П, Ьабарина
Техред А. А. Камышникова Корректор Л. С. Веденеев»
Редактор Н. С. Коган
Заказ 2214/? Тираж 480 Подпи=иод
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, по. Саптпова, 2 следующие оптимальные параметры структурного режима:
АР=0,0510- кгс(л- ; d,=510-а,л; L 0,5 л.
При указанных параметрах капилляра и содержании механических примесей не менее
0,1 jp экспериментально установлено, что
ЬР, = 10 кгс/л,.
Отсюда, 10
4L 4 05
Диаметр центрального ядра
4И. 4. 2,5 . 10 0,5 10 — 4
АР 5 10в Pp . — 4 к
Таким образом, выбранные параметры Ло и d„ñoîòBåòñòâóIoò структурному режиму даже при нижнем пределе содержания механическии х п ри м ес ей.
Для создания ламинарного режима течения в другом капилляре должно быть обеспечено неравенство
Это неравенство может быть достигнуто либо увеличением диаметра, либо увеличением перепада давления. В нашем случае целесообразнее всего обеспечить неравенство (4) первым способом. Увеличение диаметра необходимо для исключения влияния засорения капилляра. Однако с увеличением диаметра капилляра резко (в четвертой степени) уменьшается перепад. Для сохранения его величины требуется увеличение расхода контролируемой жидкости. Это обстоятельство не допускает последовательного соединения капилляров структурного режима с капилляром ламинарного, а требует только параллельного соединения их, Перепад давления на капилляре со структурным режимом течения при расходе Q выражается: сд,;.z —,.4,f() Р) =- (6)
Перепад давления на капилляре с ламинарным режимом при расходе Qg выражается:
С,Q.„С. (7)
-d
2
Отношение перепадов давления по формулам (5), (6) и (7)
ЛР, IAidg
РАс
ЬРа СФФ ЬРс — 4 3ЬРо
При постоянстве расходов Q> и Q> 1 с у 1Рс
ЛР,„ЛР, — 4(3ЬРи где q — содержание механических примесей.
25 Из формулы (8) видно, что показания прибора не зависят от вязкости и от расхода.
Предмет изобретения
Способ определения содержания механиче30 ских примесей в жидкостях, состоящий в том, что измеряют перепад давления на капилляре, через который пропускают анализируемую жидкость, отличи ощийся тем, что, с целью исключения влияния колебаний свойств механи35 ческих примесей и химического состава контролируемой жидкости на результаты измерений, анализируемую жидкость пропускают через дополнительный капилляр, имеющий диаметр отличный от диаметра первого капилля40 ра, и измеряют перепад давления на нем, причем в первом из упомянутых капилляров поддерживают ламинарный режим течения жидкости, а во втором — структурный, и по отношению перепадов давления в капиллярах су45 дят о содержании механических примесей в жидкости.
