Устройство для определения содержания механических примесей в жидкостях

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

268743

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 05.1V.1967 (№ 1146951/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.IV.1970. Бюллетень ¹ -14

Дата опубликования описания 21Л 111.1970

Кл, 42!, 3/55

МПК G Oln

УДК 002.637(088,8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

С. С. Паллей

Заявитель Ленинградский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии

УСТРОЙС! ВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В ЖИДКОСТЯХ где L — длина трубки, d — диаметр трубки. (2) Π——

4И.

do—

ЬР

В известных устройствах для определения содержания механических примесей результат анализа зависит от свойств и химического состава контролируемого продукта.

Предлагаемое устройство основано на способе, который заключается в измерении отношния перепадов давления, создаваемых иа двух капиллярах разного сечения, в одном из которых режим тече|и|я структурный, а в другом ламинарный.

Как известно, кидкость характеризуется абсолютной вязкостью р, а коллоидные растворы обладают еще одной гидравлической константой — начальным иапря?кеиием сдвига — ve .

Эта константа равна значению касательного напряжения, возникающего внутри раствора, при котором начинается движение, и зависит от его состава. Жидкости, содер?кащие механические примеси, с некоторым допущением можно приравнять к коллоидным растворам.

Тогда начальное напряжение сдвига будет определять содержание механических примесей. Известно, что если коллоидный раствор в горизонтальной трубке находится в состоянии покоя, то для того чтобы он пришел в движение необходимо на концах этой трубки со"дать разность давлений

Формулу (1) и все дальнейшие выводы с некоторым допущением можно распространить на жидкости, содержащие мелкие механические примеси.

Ec.tIII конт1?олируeAIBII жидкость II Tp? бке приведена в двия;ение, то перепад давления на

10 ней и в этом случае течение жидкости через трубд ку в зависимости от перепада давления .Р может происходить по трем режимам: структурному, ламинарному и турбулентному.

В предлагаемом способе измерения содержания механических примесей используется структурный и ламинарный режимы течения контролируемой жидкости через капилляры.

При структурном режиме течение жидкости вблизи стенок капилляра носит ламинариый характер, а центральная часть движется как

25 твердое тело.

Диаметр центрального ядра определяется по формуле

268743

c„q„,»i

- if (!!) (5) где с (с!) Рс — lз1 Ро

ЬР, (6) (8) 80И.

Н (4) Пpaкти !eскп структуpный режим тсчен!4я В капилляре наступает при

d0 = 0,05д,.

Из формулы (3) следует, что для того, чтобы при малом содержании механических примесей режим течения через капилляр стал структурным, необходимо выбрать значение перепада давления AP и диаметра капилляра д„также сравнительно малыми. 10

Экспериментально выбраны следующие оптимальные параметры структурного режима:

АР=0,05 10< кгс, »1- ; d» =5 10 4 »1; L =0,5 м.

Пр и выбранных параметрах капилляров при минимальном содержании механических при- 15 месей в 0,1% экспериментально установлено, что ХРо=1 ° 102 кгсl»!2.

Зная АРо, определим:

10о 5 10 — 4

Диаметр центрального ядра

411. 4,2 5.10 — .0,5 сто — р — 5. 10о

Отношение

1 10 100

%.

5 10

Таким образом, выбранные параметры AP 30 и d, соответствуют структурному режиму даже при нижнем пределе содержания механических примесей.

Для создания лампнарного режима течения в другом капилляре должно быть обеспечено ч5 неравенство

Это неравенство может быть достигнуго ли- 40 бо увеличением диаметра, либо увеличением перепада давления. В нашем случае целесообразнее всего обеспечить неравенство (4) первым. Увеличение диаметра необходимо для исключения влияния засорения капилляра. 45

Однако с увеличением диаметра капилляра резко (в четвертой степени) уменьшается перепад ЬР. Для сохранения его величины требуется увеличение расхода контролируемой жидкости. Это обстоятельство не допускает по- 50 следовательного соединения капилляров структурного режима с капилляром ламинарного, а требует только параллельного соединения их.

Перепад давления на капилляре со структурным режимом течения при расходе Qi выражается:

Перепад давления на капилляре с ламинарным режимом при расходе Q2 выражается:

ДР СА" (7) .Н

Отношение перепадов давления по формулам (5), (б) и (7).

ЬР б!М ЬРс Ро САФ с — % Ро

При постоянстве расходов Qi и Q2 с у с f ()

i1P КЄ— 4 Ро где q — содержание механических примесей.

Из формулы (8) видно, что показания прибора не зависят от вязкости и от расхода.

Измерение содержания механических примесей осуществляется при помощи предлагаемого устройства, изображенного на чертеже.

Контролируемая жидкость двумя дозирующими насосами 1, приводимыми в движение от двигателя 2, подается в два огдельных капилляра 8. Для обеспечения равенства (4) производительность обоих насосов должна резко различаться между собой. Отношение перепадов измеряется мембранным измерителем 4 отношения перепадов давления, содержащим дифференциальную индуктивную систему передачи показаний на вторичный прибор 5. Для определения содержания механических примесей в вязких нефтепродуктах контролируемая проба пропускается через змеевики б, нагреваемые в масляной ванне 7. Заданная температура ванны поддерживается терморегулягором.

Предмет изобретения

Устройство для определения содержания механических примесей в жидкостях, содержащее капилляр и измеритель перепада давления, отли а!ощееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным капилляром с сечением, отличным от сечения первого, и измерителем отношения двух перепадов давления.

268743

Составитель Е. П. Ьабарина

Техред Л. В. Куклина Корректор Н, С. Сударенкова

Редактор Н. С. Коган

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2195/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5