Устройство для измерения температуры и давления насыщенного пара высококипящих жидкостей

(11) 49I058

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сове Советских

Социалистических

Республик.( (51) М. Кл. G Oll 11/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.73 (21) 1943643/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.11.75. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 26.02.76

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787(088.8) (72) Автор изобретения В. H. Проскурин (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

И ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА ВЫСОКОКИПЯЩИХ

ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться для измерения температуры и давления насыщенного пара жидкостей при проведении научноисследовательских работ и в промышленной практике.

Известно устройство для измерения температуры и давления насыщенного пара высококипящих жидкостей, которое содержит перевернутый вверх дном стакан, установленный на дне сосуда с исследуемой жидкостью, введенную в этот стакан гильзу с термопарой, экранирующий гильзу стакан с отверстием в стенке вблизи дна и электрический нагреватель. Термопарой измеряется температура насыщенного пара, который при кипении жидкости поступает в перевернутый стакан и конденсируется в нем из-за отвода тепла к недогретой до кипения жидкости снаружи стакана.

Давление насыщенного пара в перевернутом стакане определяется как сумма измеряемого давления инертного газа над столбом жидкости и расчетной величины гидростатического давления жидкости на уровне нижнего края перевернутого стакана.

Величина гидростатического давления определяется расчетным путем по известному количеству исследуемой жидкости в сосуде, ее плотности и геометрическим размерам измерительного устройства. Для точного расчета необходимо также знать зависимость плотности жидкости от температуры и давления, которая не всегда известна, и измерять распределение температур по высоте столба жидкости, что

5 увеличивает объем проводимых измерений.

Кроме того, точность определения гидростатического давления ограничивается следующим обстоятельством. Некоторое количество жидкости из кольцевого зазора между стенками

10 перевернутого стакана и сосуда вытесняется паровыми пузырями и в объем жидкости, расположенный над перевернутым стаканом, что вызывает увеличение гидростатического давления, которое не представляется возможным

15 определить расчетным путем.

Цель изобретения — повысить точность измерения давления и температуру насыщенного пара.

20 Эта цель достигается тем, что устройство содержит дополнительный стакан, диаметр которого равен диаметру перевернутого стакана, а высота превышает высоту столба исследуемой жидкости, при этом стаканы установлены

25 соосно и жестко соединены своими днищами, а дополнительный стакан заполнен материалом с низким коэффициентом теплопроводности, например кварцевым песком.

На чертеже изображена принципиальная

30 схема устройства.

491058

Устройство содержит сосуд 1 с исследуемой жидкостью, диаметр которого одинаков по всей высоте. В нижней части столба жидкости расположен перевернутый вверх дном стакан 2, в который введены гильза 3 с термопарой 4 и экран 5, стенка которого имеет отверстие вблизи дна для слива жидкости.

С дном перевернутого стакана 2 герметично соединен дополнительный стакан 6, диаметр которого равен диаметру стакана 2 (d> — — d>).

Дополнительный 6 и перевернутый 2 стаканы расположены соосно. Под дном сосуда 1 расположен электрический нагреватель 7. Дополнительный стакан 6 заполнен материалом

8, имеющим низкую теплопроводность, например кварцевым песком.

Устройство работает следующим образом.

При разогреве жидкости до кипения под нижним краем стакана 2 насыщенный пар заполняет этот стакан, а из экрана 5 жидкость сливается через отверстие в стенке. Так как столб жидкости нагревается снизу, а от верхней части тепло отводится, то кипение под нижним краем стакана 2 происходит при»едогреве столба жидкости до кипения. Недогрев жидкости вызывает конденсацию пара в стакане 2, интенсивность которой варьируется путем изменения степени недогрева жидкости.

Это достигается благодаря изменению количества подводимого к жидкости тепла от нагревателя 7. Заполнение стакана 2 насыщенным паром и достижение равновесия определяется по установлению постоянной температуры, измеряемой термопарой 4, при постоянном давлении инертного газа над поверхностью столба жидкости в сосуде 1 и переменной мощности электрического нагревателя 7.

Давление насыщенного пара в стакане 2 определяется по равному ему значению суммы измеряемого давления инертного газа и гидростатического давления столба жидкости на уровне нижнего края перевернутого стакана 2.

Величина гидростатического давления уН (где у — уд. вес жидкости; Н вЂ” высота столба

5 жидкости) равна частному от деления веса исследуемой жидкости на величину площади поперечного сечения столба жидкости.

Низкотеплопроводный материал 8 уменьшает радиальный тепловой поток от гильзы 3 к

10 недогретой жидкости снаружи дополнительного стакана 6, что уменьшает отвод тепла по гильзе 3 из перевернутого стакана 2, увеличивая тем самым точность измерения температуры насыщенного пара в перевернутом ста15 кане 2.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения температуры и давления насыщенного пара высококипящих жидкостей, например жидких металлов, содержащее сосуд с исследуемой жидкостью, нагре25 ватель и погруженный в жидкость перевернутый стакан, в котором размещены гильза с тсрмопарой и экран, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения давления, оно снабжено дополнительным ста30 каном, диаметр которого равен диаметру перевернутого стакана, а высота превышает высоту столба жидкости, при этом стаканы установлены соосно и жестко соединены своими днищами.

35 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры насыщенного пара, дополнительный стакан заполнен материалом, имеющим низкую теплопроводность, например

40 кварцевым песком.

491058

// 6аг уСоставитель О. Полев

Текред Т. Курилко

Редактор В. Фельдман

Корректоры: А. Николаева и В. Дод

Заказ 186/3 Изд. M 141 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, гК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Da non и бледу гл иаиа у насос

mene ааи иапедабпеная ага га а