Пробоотборник для определения степени испаренности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУБ ЛИК 09) И 1 94 С 01 И 1/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ.КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬ(54) ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ О ЕД НИЯСТЕПЕНИ ИСПАРЕННОСТИ(57) Изобретение позволяет определять степень испаренности жидкости,распыленной в газовом потоке при диагностике процесса смесеобфазованияв различных отраслях народного хозяйства: машиностроительной, химической, нефтегазоперерабатывающей, авиационной, теплоэнергетической и др.1394093 Ц лью изобретения является повышениеп едставительности пробы за счет уве"л чения точности раздела парогазовойи жидкой фаз, При подаче диагностируемой пробы тангенциально в камерераздела фаз под действием центробежных сил парогазожидкостная смесь се"парируется на жидкую и парогазовуюфазы, Их разделяют, отбирая жидкуюерез штуцер 3, а паровую - через Изобретение относится к области тбора проб и диагностики процесса месеобразования, в частности для опеделения степени испаренности топива в потоке газа, и может использоваться в различных отраслях народного хозяйства: машиностроительной, химической, нефтеперерабатывающей, авиационной, теплоэнергетической и 10 т.д.Цель изобретения - повышение представительности пробы за счет увеличения точности раздела парогазовой и жидкой фаз. 15На фиг. 1 приведен пробоотборник, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1; на фиг,3 - сечение Б-Б на фиг,1 (в месте подвода сжатого воздуха); на фиг.4 - сечение В-В 20 на фиг.1.Пробоотборник содержит камеру 1 1раздела фаз, выполненную в виде кругового циЛиндра, один торец которого наглухо закрыт крышкой. Со стороны этого торца к боковой поверхности камеры раздела фаз тангенциально к поверхности установлена трубка 2 отбора пробы. К боковой поверхности, примыкающей к противоположному тор цу, приварен регулируемый штуцер 3 отвода отсепарированной жидкости. Торец закрыт крышкой с центральным отверстием, куда соосно камере 1 раздела фаз внутрь ее вставлена трубка 3 4 отвода парогаза диагностируемой пробы. Последовательно с камерой раздела фаз установлена камера 5 энергетического разделения так, что трубка 4 отвода парогаза своим другим кон цом проходит через приосевую зону кацентральную трубку 4. Для полной конденсации паровая трубка 4 интенсивноохлаждается в приосевой зоне камерыэнергетического разделения. Разделенные части жидкой и сконденсированнойпаровой фаз взвешиваются и затем расчетным путем определяют степень испаренности жидкости, диспергированнойв поток. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. меры 5 энергоразделения коаксиально с ней.Камера энергетического разделения снабжена патрубком 6 подвода сжатого воздуха и завихрителем 7 воздуха.На боковой поверхности камеры 5 уее конца, примыкающего к камере 1раздела фаз, выполнены регулировочныеотверстия 8 и установлена передвижнаярегулировочная втулка 9. Торец камеры 5, примыкающий к камере 1 разделафаз, закрыт крышкой, а противоположный снабжен диафрагмой 10 с центральным кольцевым отверстием 11 отводаохлажденной части исходного воздуха,Регулируемый штуцер 3 отвода жидкойфазы снабжен вентилем 12, регулированием которого устанавливают такойрасход жидкости, чтобы она полностьюпокрывала выходное отверстие, Внутрикамеры 5 на конце, примыкающем к камере 1 раздела фаз, установлен развихритель 13, выполненный в виде крестовиныПробоотборник работает следующимобразом.При отборе из потока парогазожидкостной смеси пробы на анализ необходимо установить плоскость срезатрубки 2 отбора пробы ортогональносектору скорости. Часть парогазожидкостной смеси - проба поступает потрубке 2 отбора внутрь камеры раздела фаз в виде закрученного потока.При перемещении вдоль камеры разделафаз капель жидкости за счет воздействия центробежных сил они отбрасываются на стенки камеры 1 раздела фаз и.стекают в виде пелены жидкости к отверстию и далее к регулируемому шту 13940935 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 церу 3, через который она отводится в емкость подготовленную для последующего взвешивания. Регулировочным вентилем управляют скоростью истечения жидкой пленки таким образом, чтобы она полностью прикрывала отверстие выхода жидкости, предотвращая попадание и унос через штуцер 3 отвода жидкости парогаза,Смесь пара с газом протекает по центральной трубке 4, второй конец которой размещен коаксиально камере энергетического разделения в ее приосевой области, Одновременно внутрь камеры 5 подается сжатый воздух в виде сильнозакрученного вихревого по" тока, перемещающегося к развихрителю 13. В процессе его течения окружной момент количества движения у потока снижается за счет воздействия различных диссипативных моментов: трение о стенку, генерация турбулентности и т.д. Вместе со снижением закрутки возрастает статическое давление, что приводит к организации в приосевой зоне возвратного течения - приосевого вихря. Между периферийным и приосевым вихрями происходит интенсивный энергомассообмен в поле с высоким радиальным градиентом давления. В процессе взаимодействия двух вихрей периферийные слои нагреваются, а приосевые охлаждаются, Причем приотемпературе на входе 20 С в процессе энергоразделения у периферийных слоев она достигает 20-100 С в то время, когда у приосевых она составляет от -20 до -40 С.Приосевой поток при этом вращается как вынужденное течение, т.е. по закону вращения квазитвердого тела с постоянной угловой скоростью, что достигается за счет высокой степени его турбулизации. Высокая степень интенсивности турбулентности Е 15 Х обеспечивает достижение больших значений коэффициентов теплоотдачи 6 =1-1,5 кДж/кг К, Таким образом, в приосевой зоне имеют место идеальные условия для охлаждения помещенных в нем объектов.При протекании парогаза по трубке 4 в той ее части, которая размещена в камере 5 энергетического разделения, происходит его интенсивное охлаждение. Пар полностью конденсируется и стекает в виде жидкости в конденсатосборник, также подготовленный для взвешивания. Нужный режим работы охладителя устанавливается регулированием дросселя в виде отверстий 8, перекрываемых передвижной втулкой 9 и площадью проходного сечения кольцевого центрального отверстия 11 диафрагмы 10. В процессе взвешивания находят массы жидкой и паровой фаз, после чего рассчитывают суммарную массу жидкости, диспергированной в потоке, в точке отбора пробы М = М+ М и степень испаренностиГ 1Ч=Мжпгде М - масса взвешенного пара;М, - масса жидкой фазы.Таким образом, для возможности определения степени испаренности пробоотборник выполнен в виде двух последовательных камер, одна из которых . снабжена тангенциальным подводом диагностируемой пробы, что позволяет в ней отделить от взятой пробы парогазожидкостной смеси жидкость и отвести ее для взвешивания. Центральная трубка позволяет отвести из камеры раздела фаз парогазовую смесь в соседнюю последовательно с ней соединенную камеру энергетического разделения, где оставшаяся парогазовая часть пробы охлаждается в целях конденсации .:" паровой фазы и отвода ее в аккумуляционную емкость для взвешивания. Для повышения точности определения степени испаренности паровой фазы центральная трубка отвода парогазовой фазы помещена в приосевую зону камеры энергоразделения. Камера энергетического разделения снабжена завихрителем, позволяющим подавать сжатый воз" дух внутрь камеры энергетического разделения в виде сильнозакрученного потока, в центральной части которого за счет газотермодинамических эффектов создаются отрицательные температуры и высокие значения коэффициентов теплоотдачи. Для увеличения эффектов охлаждения и сокращения длины камеры энергоразделения она снабжена развихрителем в виде крестовины, дросселеми диафрагмой с центральным кольцевым отверстием, позволяющим увеличить глубину охлаждения и увеличить точность определения степени испаренности,формула изобретения1. Пробоотборник для определения степени испаренности, содержащий труб1394093 тангенциально, трубка отвода парогазовой фазы снабжена регулируемым штуцером, расположена коаксиально в камере энергетического разделения сразмещением верхнего конца этой трубки в камере раздела фаэ выше трубкиотвода жидкой фазы. 2. Пробоотборник по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что завихритель выполнен в виде тангенциального подвода, а развихритель в виде крестовины.3, Пробоотборник по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что регулировочный дроссель выполнен в виде отверстий, перекрываемых подвижной втулкой.-А ра дернво Рюум В оставитель Л.Нечипоренкехред М,Моргентал Редактор Н.Тупица рректор М,Пожо Заказ 2213/3 9 Тираж 847ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. Подписное/5 Производственно-полиграфическое предприят ку отбора пробы, камеру раздела фаэ, рубку отвода жидкой и парогазовой аэ и эавихритель, о т л и ч а юи й с я тем, что, с целью повышейия представительности пробы за счет увеличения точности раздела парогаЭовой и жидкой фаэ, пробоотборник снабжен последовательно установленной С камерой раздела фаз камерой энергеического разделения, снабженной патубком подвода сжатого воздуха, диафагмой с центральным кольцевым отверсием и размещенными на противоположом конце камеры развихрителем и ре улировочным дросселем, при этом заихритель размещен в камере энергеического разделения, трубка отбора робы размещена в камере раздела фаз Ужгород, ул. Проектная, 4