Калориметрический способ измерения расхода

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соаетскик Социалистических Республик(22) Заявлено 210380 (21) 2897127/18-10 5) м л с присоединением заявки йо(23) Приоритет -С 01 Г 1/б 8 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения 3 .В. Варив ода, А.А. Глушковский. А. Н. Камра П.А.Обновленский и М.Я.фитерман Ленинградс технологич й ордена Трудового Красного 3кий институт им. Ленсовета 1) Заявите 4) КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИИ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ5 10 20 Изобретение относится к измери-тельной технике, в частности к тепловым методам измерения расхода, может найти применение в производствах, использующих большое количество различных по своим свойствам газов, например в производстве интегральных схем методом газовой диффузии, контроль и регулирование подачи газообразных катализаторов, а также при различных лабораторных исследованиях.Известен калориметрический способ измерения расхода, основанный на нагреве измеряемого потока и измерении эффекта этого нагрева, зависящего от расхода. В этом способе измеряемый, расход находят иэ уравнения теплового баланса, составленного для нагревателя и измеряемого потока. Так как в это уравнение входят и тепловые потери в окружающую среду, то эти потери необходимо учитывать при измерении 11 .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ измерения расхода, основанный на измерении мощности нагревателя, разности температур измеряемого потока на входе и выходе измерительного участка и измерении потерь тепла в окружающую среду по перепаду температур на теплоизоляции нагревателя. С целью обеспечения стационарного гидродинамического и теплового режима измерение температур потока производится на некотором удалении от нагревателя, так как длина измерительного участка больше длины нагревателя. Расстояние от входного термодатчика до нагревателя выбирается из условия равенства температур измеряемого потока, стенки и окружающей среды. Расстояние от нагревателя до выходного тер " модатчика выбирается из условия равенства температур измеряемого потока и стенки 21Недостатком известного способа является измерение теплопотерь только на участке нагревателя, а не на всем измерительном участке. С уменьшением расхода измеряемого потока теплопотери от участков между входными и выходными термодатчиками и нагревателем увеличивается, так как температуры измеряемого потока и стенок на этих участках растут. Эти теплопотери не учитываются при определении расхода по уравнению теп 88365810 15 20 2 30 40 Рнаг. 0В0Ч 55 е 0 Раскрывая ти уравнения наг=где Сэ, Сн -тяф и лового баланса известным способом. Поэтому такой способ измерения расхо; да не может быть применен для измерения малых расходов.Цель изобретения - расширение диапазона измерения расхода калориМетрическим способом в область ма,лых расходов.Поставленная цель достигается тем, что в калориметрическом способе измерения расхода, основанном на том, что измеряемый поток нагревают и измеряют разность температур на входе и выходе измерительного участка и по их разности судят о величине расхода, весь измерительный участок обдувают вспомогательцым потоком с известным расходом и теплоемкостью и измеряют разность температур вспомогательного потока на входе и выходе измерительного участка.На чертеже представлен калориметрический расходомер для осуществления предлагаемого способа.Расходомер содержит измерительную трубку 1, на которой намотан электрический нагреватель 2 и установлены термодатчики З.и 4. Измерительный участок с нагревателем заключен в рубашку 5, на входе и выходе которой размещены термодатчики 6 и 7.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Измеряемый поток пропускают через измерительную трубку 1 и контролируют его нагрев термодатчиками 3 и 4. Вспомогательный поток с известным расходом и теплоемкостью, например воздух, прогцскают через наружную рубашку. Поскольку рубашка охватывает весь измерительный участок, то все тепло, отдаваемое нагревателем 2, распределяется между измеряемым и вспомогательным потоками.Уравнение теплового баланса в этом случае может быть записано в виде количество тепла, отдаваемое электрическим нагревателем 1количество тепла, полученное измеряемым потоком;количество тепла, полученное потоком в рубашке(вспомогательным потоком). слагаемые в правой час- (1), получимСВВЕМ 8+Снн ЬЬЧ, (2 ) теплоемкости измеряемого и вспомогательного потоковрасходы измеряемого и вспомогательного потоков 1 ьк,дс н - разности температур измеряемого и вспомогательного потоков на входеи выходе измерительногоучастка,Из уравнения (2 ) получаем формулу для расчета расхода измеряемого потока Ра-Сн 6 нй В - (3)Как видно из формулы, для определения расхода измеряемого потока Св при известных мощности нагревателя, расходе и теплоемкости вспомогате-ьного потока достаточно измерять разности температур измеряемого и вспомогательного потоков на входе и выходе измерительного участка.Преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в.том, что существенно увеличивается Диапазон измерения в область малых расходов, причем градуировочная характеристика во всем диапазоне остается расчетной. Это обстоятельство позволяет отказаться от индивидуальной градуировки каждого расходомера на измеряемой среде.Расходомеры, основанные на предлагаемом способе измерения, могут найти широкое применение в производстве интегральных схем методом газовой диффузии, где необходимо измерять и регулировать большое количество газовых и жидкостных потоков в широких диапазонах. Перспективным являетря применение предлагаемого способа для различных лабораторных исследований,пилотных установок, контроля и регу -лирования газообразных и жидких катализаторов и химических производствах. Формула изобретенияКалориметрический способ измерения расхода, основанный на том, что измеряемый поток нагревают и измеряют разность температур на входе и выходе измерительного участка и по их разности судят о величине расхода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения .диапазона измерения в область малых расходов, весь измерительный участок обдувают вспомогательным потоком с известным расходом и теплоемкостью и измеряют разность температур вспомогатель-ного потока на входе и выходе измерительного участка.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Френкель Б.А. Измерение малыхи микрорасходов продуктов нефтехимических.производств. МЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1973, с. 55-60.2. Азимов Р.К. и др. Теплообменные измерительные преобразователи.ФАН, 1974, с.29-32 (прртотип).883658 Составитель Н.АндрееваТехред А.Савка Корректор В. Бутяга утай ое коми и от ская л ППП тентф, г Ужгород, ул. Проектн едактор П.О аказ 10205/ ВНИИ по 113035, 1 Тираж 705Государственно елам,изобретениосква, Ж, Ра Подписта СССРтийб., д. 4/5