Способ определения точки росы

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ЕТЕНИЯ ЬСТВУ(71) Институт техниче теплофизики методам иссутем опредеОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧКИ РОСЫ(57) Изобретение относится кледования влажности газов и Изобретение относится преимущественно к методам исследования влажности газов путем определения точки росы.Известны способы определения точки росы влажных газов, сущность которых состоит в том, что фиксируют температуру, при которой на охлаждаемой поверхности появляется сконденсировавшаяся из газа влага. Температура, соответствующая началу процесса конденсации, и является температурой точки росы, Определение момента начала конденсации влаги является одной иэ основных операций, Для регистрации появления влаги на конденсационной поверхности используют оптические, электрические и электрохимические датчики. Работа таких датчиков заключается в регистрации скачкообразного изменения соответствующих физических свойств конденсационной 1728757 А 2ления точки росы. Цель изобретения - повышение точности определения температуры точки росы. Способ включает охлаждение конденсационной поверхности, измерение ее температуры, измерение теплового потока, проходящего череЗ конденсационную поверхность, фиксацию температуры в момент начала конденсации влаги. Дополнительно измеряют температурный перепад между влажным газом и конденсационной поверхностью, определяют величину коэффициента теплоотдачи на границе газа и конденсационной поверхности, фиксируют момент конденсации по скачкообразному изменению коэффициента теплоотдачи. 2 ил,поверхности, наступающих в момент ее увлажнения, Использование этих датчиков ограничивается случаями определения точки росы химически и механически неагрессивных газовых сред, Для определения точки росы запыленных газов и двухфазных газовых потоков, содержащих твердые дисперсные частицы, такие методы детектирования практически непригодны, Использование оптических методов детектирования невозможно ввиду частичной или полной оптической непроницаемости таких сред. Электрические и электрохимические датчики, представляющие собой пленки, наносимые на конденсационную поверхность, чувствительны к загрязнениям и абразивному износу. При загрязнении и абразивном износе конденсационной поверхности происходит изменение градуировочных характеристикпленочных датчиков, приводящее к уменьшению точности определения момента выделения влаги.Наиболее близким к предлагаемому яв. ляется способ, включающий охлаждение конденсационной поверхности, измерение ее температуры, измерение теплового потока, проходящего через конденсационную поверхность, а также фиксацию температуры в момент начала конденсации влаги. Момент начала конденсации влаги устанавливают по скачкообразному изменению величины теплового потока. Скачкообразное изменение величины теплового потока при охлаждении конденсационной поверхности происходит в результате теплового эффекта, сопровождающего переход влаги из газообразного в жидкое состояние. Проявление теплового эффекта фазового перехода воды не зависит от химических и физических воздействий газовой среды на конденсационную поверхность.К недостаткам указанного метода определения точки росы относится то, что заметное (ощутимое для измерительных средств) скачкообразное изменение величины теплового потока имеет место лишь при относительно большой скорости конденсациивлаги. Это требует соответствующих больших скоростей охлаждения конденсационной поверхности. Однако с увеличением скорости охлаждения снижается точность определения температуры конденсационной поверхности, а вместе с ней и температуры точки росы, При уменьшении скорости охлаждения увеличивается точность определения температуры конденсационной поверхности, но при этом возникают осложнения в идентификации скачка теплового потока. При небольших скоростях охлаждения, когда количество конденсирующейся влаги в единицу времени ничтожно мало, скачок величины теплового потока обнаружить практически невозможно,Целью изобретения является повышение точности определения температуры точки росы влажных газов,Указанная цель достигается тем, что согласно способу, в котором фиксируют температуру охлаждаемой конденсационной поверхности в момент начала конденсации влаги, момент начала конденсации устанавливают по скачкообразному изменению величины коэффициента теплоотдачи между газом и конденсационной поверхностью,За счет того, что момент начала конденсации фиксируют по скачкообразному изменению величины коэффициента тепло- отдачи, обеспечивается более надежная идентификация момента начала конденсации влаги, При охлаждении конденсационной поверхности в момент появления.на нейконденсата происходит скачкообразное изменение теплового потока и скорости сни 5 жения ее температуры. Частное от деленияодного параметра на другой, являющеесякоэффициентом теплоотдачи, более отчетливо обнаруживает эффект скачка, При этоммасштаб регистрируемого скачкообразного10 увеличения коэффициента теплоотдачивсегда больше масштаба скачка тепловогопотока на величину, кратную изменениюскорости возрастания температурного перепада.15 На фиг.1 изображен гигрометр точки росы, работающий по предлагаемому способу;на фиг.2 - экспериментальные результатыопределения точки росы двухфазного потока,20 Способ реализуется с помощью устройства, содержащего конденсационнуюповерхность 1, которая снабжена термоэлектрическим датчиком 2 и помещена в исследуемый газовый объем 3. Внутри исследуемого25 газового объема на значительном удалении отконденсационной поверхнбсти имеется термоэлектрический датчик 4, Конденсационная поверхность через тепломер 5контактирует с источником 6 холода,30 Способ осуществляется следующим образом.Источником 6 холода через тепломер 5производят охлаждение конденсационнойповерхности 1. В процессе охлаждения из 35 меряют величины теплового потока тепломером 5, температуры конденсационнойповерхности термоэлектрическим датчиком2 и температурного перепада между поверхностью 1 и объемом 3 дифференциально40 соединенными термоэлектрическими датчиками 1 и 4. Для каждого момента времениопределяют значение коэффициента теплоотдачи, являющегося частным от делениятеплового потока на температурный пере 45 пад. Температуру точки росы устанавливают равной температуре конденсационнойповерхности в момент скачкообразного изменения величины коэффициента теплоотдачи,50 В конкретном опыте производили определение точки росы в потоке воздуха с взвешенным в нем кварцевым песком. Вкачестве источника холода использовалирезервуар с твердой двуокисью углерода.55 Охлаждение конденсационной поверхностипроизводили дискретно путем дискретного изменения термического сопротивления контакта между тепломером и источником холода,Из результатов проведенногоопыта. 1728757 11 5 теплового потока (кривая а) и изменение величины температурного перепада (кривая б)не несут в себе какой-либо видимой информации о факте наступления конденсациивлаги. Их скачкообразные изменения настолько малы, что оказываются завуалированными нестационарностью тепловогосостояния конденсацион ной поверхности. Вотличие от этого изменение величины коэффициента теплоотдачи (кривая в), рассчитанного по этим же параметрам, происходитс отчетливо идентифицируемым скачком. Формула изобретения Способ определения точки росы, в котором фиксируют температуру охлаждаемой конденсационной поверхности в момент начала конденсации влаги, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения температуры точки росы, момент начала конденсации устанавливают поО скачкообразному изменению величины коэффициента теплоотдачи между газом и конденсационной поверхностью,роси Фдг.2 орректор Т.Мале Редактор В,Петраш каз 1404 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго л, Гагарина, 10 к 5 т