Устройство для определения весовой концентрации жидких аэрозолей

п 11 580538 О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических) Зая рисоединением заявк сударстеенный комите(23) При ет света Министров СССцо деааае изобретений 551,508 (088.8)(72) Авторы изобретени С. П, Беляев и В. Н. Матвеевститут экспериментальной метеорологии 1) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕСОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЖИДКИХ АЭРОЗОЛЕЙ2 Изобретение относится к калориметрическим устройствам для определения весовой концентрации жидкого аэрозоля и может быть использовано в метеорологии для определения водности облаков и туманов, а также в химической промышленности для измерения весовой концентрации жидких реагентов, используемых в виде аэрозоля.Известны тепловые измерители весовой концентрации жидкого (в частности водного) аэрозоля, состоящие из измерительной и компенсационной проточных камер, в которых установлены нагреватели одинаковой конструкции и равной мощности, снабкеные измерителями температуры 1, 21.Вследствие отсутствия тепловой изоляции камер, массивности нагревателей, неполного испарения капель и необходимости обеспечения больших скоростей набегающего на нагреватели потока исследуемого аэрозоля эти измерители имеют невысокую точность и большую инерционность установления показаний. Поскольку о весовой концентрации жидкого аэрозоля в исследуемой среде судят по изменению температуры нагревателей, то загрязнение нагревателей пылью и солями непосредственно вносит ошибку в результаты измерения,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения водности двухфазных туманов 3, состоящее из воздухопровода, изготовленного из материала с низкой теплопроводностью, включающего в себя две расположенные по следовательно проточные камеры, в которыхпоперек потока установлены нагреватели равных мощностей в виде пластин, а на входе и выходе помещены термопары, измеряющие перепады температуры парогазовой смеси на 10 каждой камере. Использование калорпметрического метода измерения приводит к необходимости предотвращения ухода тепла из внутреннего объема через стенки камер.Следствием этого является необходимость из готовления воздухопровода с толстыми стенками из теплопзоляционного материала. Поэтому, будучи более точными, такие измерители обладают большой инерционностью изза медленности процессов аккумулирования 20 и отдачи тепла стенками камер, При измерении меняющейся во времени весовой онцентрации жидкого аэрозоля пульсации весовой концентрации жидких аэрозолей в исследуемой среде сглаживаются. В результате дан ные измерений не позволяют получить истинные значения параметра и судить о пространственной неоднородности исследуемой аэрозольной среды.Для уменьшения инерционности в предла гаемом устройстве, включающем в себя воздухопровод из теплоизоляционного материала с двумя проточными камерами, в которых перпендикулярно направлению потока размещены сетчатые нагреватели, а на входах и 5 10выходах установлены измерители температуры, каждая из камер с помощью непроницаемой перегородки входной частью зафиксирована в корпусе и снабжена стаканом из теплоизоляционного материала, надетым на нее со стороны выходной части и размещенным тели 10, 11 температур, Камеры с зазором 60 с зазорами между нею, корпусом и перегородкой,Кроме того, нагреватели могут быть выполнены в виде металлической сетки.Для выравнивания температурных режимов в обеих камерах корпус может быть выполнен из теплопроводящего материала,Благодаря использованию известного принципа противотока в описанной выше конструкции, т. е. вследствие омывания наружных стенок камер прошедшей через них парогазовой смесью, существенно уменьшаютсятолщина и масса теплоизоляции камер (т. е.толщина стенок трубок и охватывающих ихстаканов). Зто так же, как уменьшение массы и тепловой инерции нагревателей, позволяет при тех же тепловых потерях из камер,что и у известного устройства, т. е. при одинаковой статической точности измерителей,уменьшить инерционность измерителя, Дополнительное уменьшение инерционности происходит из-за того, что теплообмен между парогазовой смесью и стенками камер происходит одновременно как с внутренней, так и свнешней стороны стенок, 35В динамике, например, при уменьшениивесовой концентрации аэрозоля температурастенок камер и нагревателей, сохраняя предшествующее более низкое значение, вызываетдополнительный отвод тепла из камер, что 40эквивалентно более высокой весовой концентрации аэрозоля, чем действительное. Так,из-за тепловой инерционности элементов измерителя возникает динамическая погрешность. С уменьшением теплоемкости этих элементов и увеличением эффективности теплообмена их с парогазовой смесью снижаетсяинерционность измерителя,На чертеже изображено описываемое устройство для определения весовой концентрации жидких аэрозолей.Металлический корпус 1 устройства разделен перегородками 2, 3. Внутри корпуса размещены трубка 4 из теплоизолирующего материала, образующая измерительную камеру, 55в которой находится сетчатый нагреватель 5и измерители 6, 7 температур, трубка 8, образующая компенсационную камеру, в которойнаходится сетчатый нагреватель 9 и измеривходят в стаканы 12, 13, зафиксированные в корпусе 1,Устройство работает следующим образом.Поток воздуха с взвешенным в нем капельками жидкого аэрозоля поступает в измерительную камеру, образуемую трубкой 4 и стаканом 12, проходит сквозь сетчатый нагреватель 5, При этом капельки аэрозоля испаряются в нагретом воздухе, соответственно снижая его температуру. Получившаяся парогазовая смесь обтекает противотоком трубку 4, поддерживая температуру ее наружной стенки, близкой к температуре внутренней. Затем она проходит через зазор между стаканом 12 и корпусом 1, где охлаждается, и поступает в компенсационную камеру, В этой камере парогазовая смесь снова нагревается, При этом тепло расходуется только на ее нагрев. Следовательно, в присутстви аэрозоля перепад температур на компенсационной камере всегда больше, чем в измерительной. Знание разности перепадов температур на камерах дает возможность определить весовую концентрацию жидкого аэрозоля в исследуемой среде.Формула изобретения1. Устройство для определения весовой концентрации жидких аэрозолей, содержащее воздухопровод из теплоизоляционного материала с двумя зафиксированными в корпусе проточными камерами, в которых перпендикулярно направлению потока расположены плоские нагреватели, а на входах и выходах установлены измерители температуры, о тл ич а ю щееся тем, что, с целью уменьшения инерционности, в нем каждая камера входной частью зафиксирована в корпусе с помощью сплошной непроницаемой перегородки и снабжена надетым на нее со стороны выходной. части стаканом, размещенным с зазорами между нею, корпусом и перегородкой.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем нагреватели выполнены в виде металлической сетки.3, Устройство по п. 1, о тл и ч а ю ще е с я тем, что в нем корпус выполнен из теплопроводящего материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство Мо 124684, кл.6 01% 1/11, 6 01 К 25/58, 19 б 9,2. А. Ке 1 ззе. Ап 1 пз 1 гцгпеп 1 1 ог теазпгтеп 1 о 1 сопсеп 1 га 11 оп о 11 дцЫ юа 1 ег 1 п 1 од. Тйе 1 п 1 егпа 11 опа 1 С 1 опй РЬузсз Соп 1 егепсе, 1 опдоп, Лидий, 1972.3. Авторское свидетельство Мо 342159, кл, 6 01 АЧ 1/00, 1970.Подписное Заказ 2469/12НП Типография, пр, Сапунова, 2 Изд.910осударственного комитета по делам изобретений113035, Москва, Ж, Рау Тираж 1109овета Министров СССРи открытийская наб д. 4/5