Устройство для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкостном потоке

Союз Советских

Социалистических

Республик

Овт ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>765714 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 30.ll.78 (21) 2691823/18-25 с присоединение>н заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.80. Бкзллетень Р&35 (51) M Кд, G 01 1Ч 27/02

Государственный комнтет ссса по делам изобретений н отнрытнй (5З) УДК543.257. .5 (088.8 }

Дата опубликования описания 26.09.80

И. П. Слободяник, В. В. Старостин, С. В. Егоров, Н. М. Юнусова и Н. А. Савельева (72) Авторы изобретения

Краснодарский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

ЖИДКОЙ ФАЗЫ В ГАЗОЖИДКОСТНОМ ПОТОКЕ

1О

Изобретение предназначено для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкостном потоке в горизонтальной плоскости на контактных тарелках, например, для изучения структуры потока жидкости на тарелках с иелью установления истинной модели механизма массообмена в двухфазных потоках.

Известны устройства для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкостных средах, содержащее проточную кондуктометрическую ячейку с двумя измерительными электродами, погруженными в анализируемую жидкую фазу, предварительно отделенную от газа из газожидкостного потока, и регистрирующую ему (1)Однако с пелью отделения жидкости от газа в гаэожидкостном потоке необходим предварительный отбор проб.

Ближайшим техническим решением к. изобретению является устройство для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкостных средах, содер2 жащее два измерительных электрода, установленные на поверхности диэлектри-. ческого корпуса и снабженные электропроводным экраном, причем, экран образует с поверхностью измерительных электродов сужающийся книзу капиллярный канал, и регистрирующую схему для двуэлектродной кондуметрической ячейки $2).

Погрешностью известного устройства для измерения электропроводности жидкой фазы газожидкостных сред является то, что оно может быть использовано для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкостных средах, движущихся с очень малой скоростью в горизонтальном направлении, так как известно, что всплывание пузырьков газа в жидкости в капиллярах происходит медленно и время запаздывания результатов замера электропроводности жидкой фазы в движущемся газожидкостном потоке будет очень велико.

765714

15

25 з

Известное устройство неприменимо в условиях больших скоростей движения газожидкостных сред и тем более в условиях струйных газожидкостных потоков, движущихся с большими скоростями, например, на струйных ипи струйновихревых контактных тарелках, когда сплошной фазой является газ, а дисперсной — жидкая фаза в виде капель и брызг.

Цепью изобретения является повышение точности измерения эа счет непрерывной сепарации фаз и непрерывного измерения эпектропроводности жидкой фазы в движущихся с большой скоростью газожидкостных потоках.

0остигается это тем, что в известном устройстве диэлектрический корпус выполнен в виде пересекающихся под острым углом двух вертикальных ппастин, расходящихся навстречу газожидкостному потоку, а эпектропроводный экран выполнен в виде двух вертикальных пластин, установленных параллельно пластинам диэлектрического корпуса с внутренней стороны, пластины диэлектрического корпуса и пластины эпектропроводного экрана плотно установлены на эпектропроводную горизонтальную плиту, причем пластины эпектропроводного экрана выступают навстречу гаэожидкостному потоку на 1/3 своей ширины, а электроды, плотно установленные на диэлектрический корпус в нижней наружной его части имеют высоту, равную 1/3 высоты пластин диэлектрического корпуса и в местах соединения электродов с диэлектрическим корпусом верхние кромки их совпадают, наружные боковые торцы капиллярных каналов закрыты герМетично, а с внутренней стороны торцов капиппя вных каналов между пластинами диэлектрического корпуса и эпектропроводного экрана установлены перегород1 45 ки, верхние кромки которых совпадают с верхними кромками эпектропроводного экрана и диэлектрического корпуса, а нижние кромки совпадают с нижними кромками эпектродбв, и между пластинами эпектропроводного экрана плотно

50 установлена наклонная перегородка, верхняя кромка которой совпадает с наружными боковыми кромками электропроводного экрана на уровне 2/3 их высоты от плиты, а нижняя кромка прилегает к плите и совпадает с внутренними боковыми кромками пластин эпектропроводного экрана.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху в увеличенном масштабе, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — разрез Е-Б на фиг.

1, на фиг. 4 — разрез B-В на фиг. 1.

Устройство состоит из диэлектрического корпуса, выполненного в виде двух пересекающихся под острым углом пластин 1 иэ диэлектрического материала, расходящихся навстречу газожидкостному потоку, эпектропроводного экрана, выполненного в виде двух вертикальных пластин 2, установленных параллельно пластинам 1 диэлектрического корпуса с внутренней стороны. Пластины 1 диэлектрического корпуса и пластины 2 эпектропроводного экрана плотно установлены HB эпектропроводную гориэонталт ную плиту 3, которая одновременно является электрическим шунтом пластин 2.

Ширина ппастин 2 эпектропроводного экрана и пластин 1 диэлектрического корпуса одинаковы и пластины 2 выступают навстречу газожидкостному потоку на 1/3 своей ширины. На нижнюю наружную часть пластин 1 со стороны пластин

2 плотно установлены электроды 4 на некотором расстоянии от плиты 3 дпя прохода жидкости, причем электроды 4 в месте стыковки с пластинами 1 имеют одинаковую с ними высоту, равную,1/3 высоты пластин 2 диэлектрического корпуса и верхние кромки их совпадают дпя перелива жидкости, а в остальных местах высота пластин 1 и 2 одинакова.

Электролы 4 установлены на пластины

1 (см. фиг. 1 и 4) так, что между электродами 4 и пластинами 2 образуются капиппярные каналы 5, сужающиеся книзу. Наружные боковые торцы капиллярных каналов 5 герметично закрыты крышками 6 (см. фиг. 1 и 2) иэ диэлектрического материала, а с внутренней стороны торцов капиллярных каналов

5 между пластинами 1 диэлектрического корпуса и пластинами 2 электропроводного экрана установлены перегородки 7 иэ диэлектрического материала, верхние кромки которых совпадают с верхними кромками пластин 1 и 2, а нижние кромки перегородок 7 совпадают с нижними кромками электродов 4 дпя прохода жидкости через капиппярные каналы 5 снизу вверх. Между TllIBcTHHBMH 2 эпектропроводного экрана (см. фиг. 1 и 3) плотно установлена наклонная перегородка 8, верхняя кромка которой совпадает с наружными боковыми кромками пластин кости в газожидкостном потоке позволяет значительно упростить и автоматизировать процесс замера электропроводности жидкости в двухфазном газожидкостном потоке как в виде пены, так и в виде капель и брызг жидкости (при струйном режиме работы).

1. Устройство для измерения электропроводности жидкой фазы в газожидкост- . ном потоке, содержщпее два измерительных электрода на поверхности диэлектрического корпуса, снабженные электропроводным экраном, вертикальные капиллярные каналы; сужающиеся в нижней части, образованные поверхностями измерительных электродов и электропроводного экрана, и регистрирующую схему, о т л и ч а юm е е с я тем, что, с мелью повышения точности измерения, диэлектрический корпус, выполнен в виде пересекающихся двух вертикальных пластин, расходящихся навстречу газожидкостному потокх, и электропроводный экран, выполненный в виде двух вертикальных пластин, укрепленных параллельно пластинам диэлектрического корпуса с внутренней стороны, установлены на электропроводной горизонтальной плите, причем пластины электропроводного экрана выступают навстречу газожидкостному потоку на 1/3 своей ширины, а электроды, установленные на диэлектрическом корпусе в нижней наружной его части, имеют высоту, равную 1/3 высоты пластин диэлектрического корпуса и в местах соединения электродов с диэлектрическим корпусом верхние кромки их совпадают, причем между пластинами электропроводного экрана плотно установлена наклонная перегородка, верхняя кромка которой совпадает с наружными боковыми кромками пластин электропроводного экрана на уровне 2/3 их высоты от плиты, а нижняя кромка прилегает к плите и совпадает с внутренними боковыми кромками пластин электропроводного экрана.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что наружные боковые торны капиллярных каналов закрыты герметично, а с внутренней стороны торов капиллярных каналов между пластинами диэлектрического корпуса и электропроводного экрана установлены перегородки, верхние кромки которых совпадают с верхними кромками электро5 765714

2 электропроводного экрана на уровне

2/3 их высоты от плиты 3, а нижняя кромка перегородки 8 плотно прилегает к плите 3 и совпадает с внутренними боковыми кромками пластин 2 электропроводного экрана. Через тело пластин

1 к электродам 4 подсоединены (см. фиг. 1 и 4) токосъемные проводники 9, подключенные к измерительной схеме (не показано).

1О

Работает предлагаемое устройство следующим образом. При погружении устройства в газожидкостный поток так, что передняя открытая часть его направ лена навстречу потоку, газ и жидкость в виде капель и брызг или пена поступает через верхнюю кромку наклонной .перегородки 8 в пространство между пластинами 2 электропроводного экрана и далее в пространство между пластинами 2О

1 диэлектрического корпуса, образуюшими острый угол, где происходит разделение фаз. Осветленная жидкость собирается на плите 3 и под действием гидростатического напора, составляющего до 2/3 высоты пластин 2, протекает между пластинами 1 и 2 и под перегородками 7 в вертикальные капиллярные каналы 5 (см. фиг. 2 и 4), сужащиеся сверху вниз, по которым поднимается вверх и переливается через верхние кромки электродов 4 обратно в газожидкостный поток. Устройство будет работоспособно во всех случаях независимо от содержания жидкости в газожидкостном потоке, так как высота жидкости, отбираемой вместе с газом, может быть равной 2/3 высоты пластин 2, а высота верхних кромок электродов 4, через которые жидкость переливается,из ка- 4g пиллярных каналов, равна 1/3 высоты пластин 2. В случае большого количества жидкости в газожидкостном потоке, когда жидкость не успевает проходить через капиллярные каналы 5, избыток 4> ее переливается через верхние кромки пластин 1 и 2 в двухфазный поток. В случае. проникновения отдельных пузырьков газа в капиллярные каналы 5 они под действием Архимедовых сил быстро поднимаются вверх и в капиллярных каналах 5 будет протекать преимущест венно светлая жидкость, через которую будут проходить силовые линии электрического поля между измерительными электродами 4 и пластинами 2 электропроводного экрана.

Применение предлагаемого устройства для замера электропроводности жидФормула изобретения

765714

Фиг.2 фис Я

Составитель А. Платова

Техред Н.Граб Корректор Л. Иван

Редактор Е. Гончар

Тираж 101 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6496/40

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 проводного экрана и диэлектрического корпуса, а нижние кромки совпадают с нижними кромками электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 174421, кл. G 0114 27/02, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

hb 572627, кл. С 01 1Ц 27/02, 1977 (прототип ) °