Способ определения скорости образования легкой фазы на поверхности парогазожидкостных систем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИК 9) 8 04.60 И 250 ЕТЕ НИ ВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКО Ыца У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОтнРитЮ(46) 23.01.86. Бюл. Р 3 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В,В.Павлов, А.П.Грабович, А.В.Аксенов и А.Д,Гололобов (53) 541. 123.28(088.8)(56) Вопросы физики кипения. Сборник, М.: Мир, 1964, с. 303-305,Там же, с. 127-128, 238-243, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ЛЕГКОЙ ФАЗЫ НА ПОВЕРХ.НОСТИ ПАРОГАЗОЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к исследованию процессов выделения легкойфазы (ЛФ) в парогазожидкостных системах и может быть использовано вхимической промышленности, флотации и теплоэнергетике для расчетаи проектирования процессов теплои массообмена. Цель изобретения -расширение диапазона определяемыхскоростей и повышение достоверностиих определения при более высокойплотности центров образования ЛФ.Вгерметичный сосуд подают исследуемую жидкость и пар или газ Лф.Исследуемую жидкость насыщают ЛФили нагревают до переснщения, послечего производят перегрев или пересыщение исследуемой жидкости. Освещают контролируемый участок поверхности перпендикулярно направлениювсплывання пузырьков ЛФ. По фотоснимку определяют среднюю длинуансамбля пузырькови подсчитывают общее количество запечатленныхпузырьков ЛФ И, Линейные размерыосвещенного слоя жидкости 1 должны удовлетворять условию д ( ( 1,где д - средний диаметр регистрируемого пузырька, а 11 - минимальноЕ 1206665расстояние между пузырьками в направлении всплывания, при котором они различимы на фотоснимке. Скорость перемещения контролируемого участка поверхности Ч должна удовлетворять условию М 1", где- частота отрыва пузырьков, а6- длина контролируемого участка в направлении его перемещения. Скорость образования Лф 4 определяют.НЧло формуле Ы=Х =, где- плотность центров образованияЛф, Е - площадь контролируемого .участка,1 ил.30 35 1Изобретение относится к исследованию процессов выделения легкой фазы (ЛФ)в парогазожидкостных системах и может быть использовано в химической промышленности, флотации . и теплоэнергетике для расчета и проектирования процессов тепло- и массообмена.Цель изобретения - расширение диапазона определяемых скоростей и обеспечение достоверности их определения при более высокой плотности центров образования легкой фазы.На чертеже изображена схема осуществления способа.На схеме показаны вентиль 1, гладкостенный сосуд 2, исследуемая жидкость 3, термометр 4, контролируемьи участок поверхности 5, всплы вающие пузырьки ЛФ 6, осветительное устройство 7, освещенный слой жидкости 8, пар или гаэ (Лф) 9, фотоаппарат 10, привод 11 перемещения контролируемого участка, клапан 12 подачи и сброса ЛФ, дроссельное устройство 13, манометр 14, датчик 15 измерения скорости перемещения.В герметичный гладкостенный сосуд 2 через вентиль 1 подают исследуемую жидкость 3 и через клапан 12 - пар или газ Лф 9, Исследуемую жидкость 3 насыщают Лф 9 или нагревают до пересьзцения, после чего сбросом части Лф 9 через клапан 12 производят перегрев или пересыщение исследуемой жидкости 3. Контролиру 5 1 О 15 20 25 2емый участок поверхности 5 равномерно перемещают в плоскости, перпендикулярной направлению всплывания пузырьков, с помощью привода 11 и измеряют скорость перемещения с помощью датчика 15. С помощью осветительного устройства 7 освещают тонкий слой жидкости 8 и фотоаппаратом 10, оптическая ось объектива которого параллельна направлению всплывающих пузырьков, регистрируют попадающие в освещенный слой 8 пузырьки Лф 6. Температуру и давление исследуемой жидкости измеряют термометром 4 и манометром 14. По фотоснимку определяют среднюю длину Е ансамбля пузырьков путем сравнения с одновременно запечатленным стандартом длины и подсчитывают общее число 11 запечатленных пузырьков ЛфДля регистрации дискретного набора пузырьков Лф линейные размеры 1 освещенного слоя жидкости 8,должны удовлетворять условию 4 с1 где д - средний диаметр регистрируемого пузырька, а Ь - минимальное расстояние между пузырьками в направлении всплывания, при котором они различимы на фотоснимке. Для увеличения разрешающей способности при высокой плотности центров образования Лф производят равномерное перемещение контролируемого участка поверхности со скоростью Ч , удовлетворяющей условию ЧъЬ., где- частота отрыва пузырьков, а о - длинаФормула из обретения 10 15 20 25 35 40 45 е г. Составитель Т.ТитоваРедактор А. Шишкина Техред О.Неце Корректор Л, Пилипенко Заказ 8702/44 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5,контролируемого участка в направлении перемещения, что обеспечивает фиксацию дискретного ансамбля пузырьков, последовательно попадающих в освещен- ный слой жидкости, Времявыдержки при фотографировании устанавливают равным 1/1 , где подбирают экспериментально для получения на фотоснимке дискретного ансамбля пузырьков.Частота отрыва пузырьковопределяется как й = - =, площадьл 1 чконтролируемого участка Г оценивается как Г=ав, где а и в - ширина и длина контролируемого участка. Скорость Ъ 4 образования ЛФ, соответствующую произведению плотности Х центров образования ЛФ, на частоту 1 отрыва пузырьков, определяют по форму- ле 11 р и м е р . Насыщенный воздухом керосин марки Тпри давлении 0,2 МПа и температуре 300 К помещают в цилиндрический сосуд из оргстекла. Контролируемый участок поверхности площадью аев 0,015 0,002 = 0,3 ф10 м закрепляют на рычаге длиной 0,063 м, вращающемся со скоростью0,8 об/с, Скорость перемещения контролируемого участка соответствует 23 0,063 ф 0,8 = 0,0504 мс (при в"0,002 м и ожидавшейся частоте отрыва пузырьков 1=8 сминимально необходимая скорость перемещения должна быть 0,02 м с). При среднем диаметре пузырька Лф д "-0,2 мм и минимальном расстоянии для различи- мости всплывающих пузырьков Ьф 35 мм. Толщина освещенного слоя выбирается равной 5,0 мм. Общее число пузырьков в ансамбле й =934. В качестве внутреннего стандарта длины используют изображение луча на прозрачной стенке емкости ( Ь =4 см). Средняя длина ансамбля пузырьков Е в соответствии с использованным стандартом равна 5 см. Таким образом, величина скорос 206665 1ти образования ЛФ на поверхности данной системы 3138 с - см , что в40 раз больше высокой плотности центров образования ЛФ по сравнению сизвестным способом. Способ определения скорости образования легкой фазы на поверхности парогазожидкостных систем, заключающийся в том, что в замкнутом объеме при определенных давлении н температуре перегревают или перенасыщают жидкость испытуемой системы, освещают контролируемый участок поверхности перпендикулярно направлению всплывания пузырьков легкой фазы, определяют его линейные размеры и площадь Г , регистрируют количество всплывающих пузырьков в освещенном слое Н и определяют искомую величину, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазонаопределяемых скоростей и обеспечения достоверности их определения при более высокой плотности центров образования легкой фазы 2, освещениепроизводят тонким лучом, линейныеразмеры ф которого удовлетворяютусловию ч 4 с 6 Ь, где д -среднийдиаметр регистрируемого пузырька, а Ь,. - минимальное расстояние междупузырьками в направлении их всплывания, при котором они регистрируются в виде дискретного ансамбля, контролируемый участок поверхности перемещают в плоскости, перпендикулярной направлению всплывания пузырьков, со скоростью Ч Г 6 , где Хчастота отрыва пузырьков, а ор - длинаконтролируемдго участка в направлении его перемещения, измеряют скорость перемещения Ч , оцениваютсреднюю длину ансамбля всплывающихпузырькови определяют искомуювеличину Ч Е Х по формуле