способ определения расхода пылевзвеси в газоходе

Классы МПК:G01F1/34 измерением давления или перепада давления
G01F1/74 приборы для измерения потока жидкости, газа или сыпучего твердого материала, находящегося во взвешенном состоянии в другой текучей среде
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Гаврилов Евгений Иванович,
Ермаков Василий Вячеславович,
Миронов Дмитрий Михайлович
Приоритеты:
подача заявки:
2000-07-19
публикация патента:

Через две встречно введенные в контролируемый поток пылевзвеси трубки, в каждой из которых установлено местное сопротивление (жиклер), пропускают воздух от источника избыточного давления. Измеряют температуру газа в газоходе, давление в выходном участке каждой трубки и определяют расход пылевзвеси по приводимому математическому выражению. Изобретение обеспечивает повышение точности при измерениях потоков низких концентраций (0,5-40 г/м3). 1 ил.
Рисунок 1

Формула изобретения

Способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, заключающийся в пропускании от источника избыточного давления газа через две трубки, каждая из которых введена встречно в поток пылевзвеси, и измерении давлений в трубках, отличающийся тем, что газ в каждой трубке пропускают через местное сопротивление, измеряют температуру газа в газоходе, давление в выходном участке каждой трубки и определяют расход пылевзвеси согласно выражению

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

где способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353 P1 и P2 - давления соответственно в 1 и 2-й трубках;

Ра - давление источника избыточного давления;

Т - температура газа в газоходе;

S - сечение газохода;

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353 - коэффициент гидравлического трения газохода;

l - расстояние между трубками 1,2 по длине газохода;

R - газовая постоянная;

g - ускорение свободного падения;

D - диаметр газохода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода твердых частиц, транспортируемых газовым потоком в энергетике, химии, металлургии и других отраслях промышленности.

Известен способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, включающий отбор в контрольных точках сечения газохода пробы твердых частиц за фиксированный промежуток времени и ее взвешивание, причем отбор твердых частиц осуществляют с помощью по крайней мере одной пересекающей сечение газохода и проходящей через контрольные точки струи капельной жидкости с постоянной поверхностью контакта с контролируемым потоком, ограниченным с помощью желоба, открытого со стороны набегающего потока. Далее производят отделение пробы от жидкости, ее высушивание, а величину расхода твердых частиц определяют согласно расчетной формуле [1].

Недостатком способа является невозможность непрерывно измерять расход твердых частиц, что ограничивается ресурсом фильтра: высокая инерционность и трудоемкость измерений, обусловленные необходимостью высушивания пробы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному является способ определения расхода пылевзвеси, заключающийся в пропускании газа от источника избыточного давления через две трубки, каждая из которых введена встречно в поток пылевзвеси, и измерении давлений в трубках [2].

Недостатком известного способа является низкая точность измерений.

Задачей изобретения является повышение точности измерения расхода пылевзвеси в газоходе.

Для решения указанной задачи газ в каждой трубке пропускают через местное сопротивление, измеряют температуру газа в газоходе, давление в выходном участке каждой трубки и определяют расход пылевзвеси согласно выражению:

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

где способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

P1 и P2 - давления соответственно в 1 и 2-ой трубках;

Ра - давление источника избыточного давления;

Т - температура газа в газоходе;

S - сечение газохода;

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353 - коэффициент гидравлического трения газохода;

l - расстояние между трубками 1,2 по длине газохода;

R - газовая постоянная;

g... - ускорение свободного падения;

D - диаметр газохода.

Сущность изобретения поясняется чертежом. Устройство, реализующее способ, содержит две трубки 1, 2, введенные встречно в поток пылевзвеси через стенку 3 газохода. Каждая трубка условно разделена на входной 4, 5 и выходной 6, 7 части. Во входном участке установлен жиклер 8, 9 (местное сопротивление), после которого размещены измерители давления 10, 11. В качестве источника избыточного давления возможно использовать атмосферное давление воздуха, так как давление в газоходе обычно ниже атмосферного. В этом случае из атмосферы через входные отверстия в трубки 1, 2 поступает воздух, конструкция устройства, реализующего способ, значительно упрощается. Трубки 1, 2 устанавливаются до дымососа (по потоку); т.е. между электрофильтром и дымососом.

Из уравнения Бернулли (при адиабатическом процессе) при скорости истечения газа V << С (где С - скорость звука в покоющемся газе) скорость воздуха в трубках 1, 2 ( V1, V2) можно определить:

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

где способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353в - объемный вес воздуха.

Скорость воздуха в трубках 1, 2 можно определить также по перепаду давлений на жиклере (на первых участках):

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

Из условия сплошности

V1 = V(1);

V2 = V(2)

Приравняем (1), (3) и (2), (4), получим:

P01 = 2P1- Pa,

P02 = 2 P2- Pa.

P01 и P02 формируются также от расхода пылевзвеси, встречно воздействующего на расход воздуха через трубки 1, 2 и соответственно влияющего на величины давлении Р1 и Р2.

Для определения расхода газа Q (пылевзвеси) используем известную формулу:

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

Подставив (5) и (6) в (7) получим выражение для определения расхода газа:

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

Проведенные исследования по определению расхода пылевзвеси (газа) позволили сделать следующие рекомендации для построения измерителя расхода:

- расстояние l между трубками по длине газохода целесообразно выбирать минимальным;

- при минимальном расстоянии между трубками величину способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353 можно не учитывать;

- увеличение чувствительности измерений достигается увеличением разности P1 и Р2, т.е. разности диаметров жиклеров.

Таким образом, измерение расхода вылевзвеси (газа) в газоходе сводится к следующим операциям: измерение давлений 1 и Р2 в трубках, измерении температуры газа Т в газоходе, определении расхода пылевзвеси согласно упрощенному выражению (8):

способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

где способ определения расхода пылевзвеси в газоходе, патент № 2191353

Таким образом, в предложенной способе достаточно просто достигается реализация задачи измерения расхода пылевзвеси в газоходе за счет использования двух потоков газа (воздуха), вводимых через трубки встречно в контролируемый поток, измерения давления в этих потоках и преобразования измеренных значений, согласно проводимому экспериментальным путем выражению (8). Устройство, реализующее способ, обладает простой конструкцией, исключающей поступление контролируемой абразивной среды в средства измерений.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 1394042, 6 G 01 F 1/74, 1988.

2. Патент PФ 2098771, G 01 F 1/34, 1997.

Класс G01F1/34 измерением давления или перепада давления

уровнемер-расходомер жидкости в баке -  патент 2502957 (27.12.2013)
измерение влажного газа -  патент 2497084 (27.10.2013)
автоматизированная информационная система для управления насосно-трубопроводным комплексом с вертикальными электроцентробежными насосами для откачки канализационных сточных вод -  патент 2493542 (20.09.2013)
счетчик-расходомер газа -  патент 2492426 (10.09.2013)
автоматизированная информационная система для измерения и анализа в реальном масштабе времени расхода теплоносителя на магистральных насосных станциях -  патент 2473048 (20.01.2013)
многопараметрическое устройство регулирования потока технологического флюида с вычислением потока энергии -  патент 2466357 (10.11.2012)
способ определения расхода рабочей жидкости по магистрали подачи и система для определения расхода -  патент 2462691 (27.09.2012)
способ измерения параметров многофазного потока и устройство для его осуществления -  патент 2415385 (27.03.2011)
устройство для стабилизации расхода -  патент 2396588 (10.08.2010)
счетчик-расходомер -  патент 2396517 (10.08.2010)

Класс G01F1/74 приборы для измерения потока жидкости, газа или сыпучего твердого материала, находящегося во взвешенном состоянии в другой текучей среде

датчик для обнаружения пузырьков в жидкости, протекающей по пути потока -  патент 2521731 (10.07.2014)
способ идентификации скважины с измененным массовым расходом жидкости куста нефтяных скважин -  патент 2521623 (10.07.2014)
способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси (варианты) -  патент 2510489 (27.03.2014)
объемный двухфазный расходомер газожидкостной смеси и система измерения расхода многофазного потока -  патент 2507484 (20.02.2014)
способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси -  патент 2503929 (10.01.2014)
способ определения расходов первой газообразной фазы и, по меньшей мере, второй жидкой фазы, присутствующих в многофазной текучей среде -  патент 2503928 (10.01.2014)
электронный измеритель и способ количественного анализа перекачиваемого флюида -  патент 2502960 (27.12.2013)
способ и устройство для определения состава и расхода влажного газа -  патент 2499229 (20.11.2013)
способ и устройство для измерения расхода влажного газа и определения характеристик газа -  патент 2498230 (10.11.2013)
измерение влажного газа -  патент 2497084 (27.10.2013)
Наверх