Устройство для измерения локальных осредненных скоростей в жидкометаллических потоках (махид)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК00 4 рц 6 0 АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Институт физики АН ЛатвСС(56) 1. Кремлевский П.П, Расходомеры.,И.-Л., Иашгиз, 1963, с, 127-130,2. Гении Л.Г Жклин В.Г.,Петухов Б.С. Экспериментальное исследование турбулентного течения ртутив круглой трубе и продольном магнитном ноле. - "Теплофизика высокихтемператур", т.5, 1967,.У 2,с. 302-307 (прототии).,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ОСРЕДНЕННЫХ СКОРОСТЕЙ В ЖИДКОИЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОТОКАХ (ИАХИД),(57) Устройство для измерения локальных осредненных скоростей в жидко 801139970 А металлических потоках, содержащеетрубку Пито, связанный с ней механизм перемещения насадка трубки ипреобразователь, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения автоматизации измерительного процесса,в него введены две герметичныекамеры, полый шток и байпасйый контур, связанный с преобразователеми подсоединенный к полому штоку,входное отверстие которого соединенос насадком трубки Пито, а выходное -с одной из герметичных камер, приэтом герметичные камеры выполненыв виде сильфонов и установлены соосно полому штоку по разные стороныотносительно трубки Нито, причемв торцах сильфонов, обращенных другк другу, выполнены отверстия, а другие торцы жестко закреплены на полом штоке.11399 10 20 25 30 35 40 Изобретение относится к магнитогидродинамической технике и, в частности, к устройствам для измерения и исследования скоростных структур в проточных трактах различных установок с электропроводящей рабочей средой.Известны устройства для измерения локальных осредненных скоростей потока, выполненные в виде зондов с использованием трубок полного напора (Пито) в сочетании с манометрическими системами Г 13,Недостатком этих зондов при использовании их в высокотемпературных средах является сложность измерениймалых перепадов давлений, что обусловлено их малой чувствительностью,сложностью автоматизации измеренийи ненадежностью работы, связаннойс засорением трубопроводов манометрических систем,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяустройство в виде зонда для измерення локальных осредненных скоростей в потоках ртути, содержащее трубкуПито, связанный с ней механизм перемещения насадка трубки и преобразователь 2. Недостатками известного устройства, особенно при работе с высокотемпературными жидкометаллическими расплавами (натрий, литий и т.п.), являются малые чувствительность и надежность работы устройства и отсутствие возможности автоматизации изме рений. Цель изобретения - повышение точности измерений и обеспечение антоматйзации измерительного процесса.Указанная цель достигается тем,что в известное устройство, содержащее трубку Пито, связанный с ней механизм перемещения насадка трубки и преобразователь, введены две герметичные камеры, полый шток и байпасннй контур, связанный, с преобразователем и подсоединенный к полому штоку, входное отверстие которого соединено с насадком трубки Пито, а выходное - с одной из герметичных камер, при этом герметичные камеры выполнены в виде сильфонов и установлены соосно полому штоку по разные стороны относительно трубки Пито, причем в торцах сильфонов, обра-.щенных друг к другу, выполнены от 70 3верстия, а другие торцы жестко закреплены на полом штоке.На чертеже представлена схема устройства.Устройство состоит из участка трубопровода 1, в две противоположные стороны которого соосно вварены камеры 2 и 3; выполненные в виде сильфонов и обеспечивающие возможность их осевого перемещения (сжатия или расширения). Каждая камера с помощью отверстия 4 сообщается с внутренним пространством. трубопровода. В корпусе трубопровода имеются специальные направляющие отверстия 5, через которые пропущен закрепленный в торцевых крьппках 6 и 7 камер, полый шток 8. Входное отверстие полого штока соединено с насадком 9 трубки Пито. Заглушка 10 обеспечивает однонаправленный поток в байпасном контуре 11, который подсоединен к полому штоку, имеющему выходное отверстие 12. На байпасном контуре выполнены утонения 13 и 14, между которыми расположен преобразователь скорости жидкометаллического потока в электрический ток. Преобразователь состоит из двух электромагнитов 15 и 1 б постоянного магнитного поля и двух пар электродов 17 и 18, вклю ченных в электрическую цепь с возможностью их работы в режиме электромагнитного расходомера или электромагнитного насоса. Перемещение насадка трубки Пито по. сечению трубопровода осуществляется с помощью исполнительного механизма 19, выходной вал 20 которого прикреплен к байпасному контуру. Концевые выключатели 21 и 22 выдают сигнал на изменение вращения двигателя исполнительного механизма.Устройство работает следующим образом.При движении жидкого металла по участку трубопровода 1, вваренного в необходимом месте жидкометаллического проточного тракта, насадок 9 трубки Лито воспринимает давлениескоростного напора потока. Под действием указанного давления жидкий металл, находящийся в полом штоке 8 и байпасном контуре 11, начинает перемещаться, циркулируя по гидравлической системе: насадок 9 трубки Пито - канал в полом штоке 8 -канал байпасного контура 11 в . поперечные отверстия 12 в штоке 8 - но3 11399 лость камеры 3 - отверстия 5 в трубопроводе 1 - внутреннее пространст. во участка трубопровода 1, При движении металла по дышеназванной гидравлической системе он проходит че 5 рез встроенный .в байпасный контур 11 преобразователь, оборудованный электродами 17 и 18, установленными .в зазоре между полюсами двух С-образных магнитов 15 и 16. При этом образую О щаяся от взаимодействия магнитного поля с движущимся металлом суммарная разность потенциалов на электродах 17 и 18 пропорциональна значению осредненной локальной скорости.в данной точке поперечного сечения потока,При работе устройства насадок 9 трубки Нито с помощью исполнительного механизма за счет соответствующего сжатия и растяжения камер 3 и 2 непрерывно перемещается вдоль сечения трубопровода от одной его стенки к другой. Длина участка перемещения насадка 9 и переключение его движения на противоположное направление 25 устанавливается концевыми выключателями 21 и 22. Одновременно с указанным перемещением в автоматическом режиме ведется запись сигналов с электродов 17 и 18, что позволяет непрерывно фиксировать скоростную структуру (значения локальных осредненных скоростей) в потоке металла. В случае, если по каким-либо нричи:нам (например, засорение трубопрово,да) циркуляция металла по байпасному контуру ухудшилась или прекратилась, подаваемое на электроды 17 70 4и 18 напряжение от источника тока обеспечивает в нем принудительное (как от электромагнитного насоса) движение металла, очищающее проточный тракт от попавших туда загрязнений.Для повышения точности измерений и чувствительности устройства, особенно при измерении малых значений локальных скоростей, может использоваться компенсационный метод измерения. В этом случае сигнал, снимаемый с электродов 17, включенных по схеме электромагнитного расходомера, через регулятор тока поступает на электроды М, включенные по схеме электромагнитного насоса. При этом насос включен навстречу движению металла в байпасном контуре и с по" мощью регулятора тока на него подается такой ток, при котором движение металла в байпасном контуре полностью прекращается (компенсируется), т.е. развиваемое насосом давление становится .в точности равным давлению скоростного напора, воспринимаемого насадком трубки Лито. Предваритель" ная тарировка системы позволяет по величине тока, подаваемого на электроды 18 насоса, измерять соответствующее ему значение осредненной локальной скорости в данной точке потока.Таким образом, изобретение позволяет повысить точность измерений локальных осреднениых скоростей жид-, кометаллических потоков и автоматизировать процесс их измерения..Бутяга аказ 251(30ВНИИПИ 4/ 113035, Ио ушская наб.,тент л.Проектная, 4 Филиал жгоро Тираж 703 осударствен делам изобква, Ж,Подписно го комитета СС тений и открыт