Способ определения паросодержания хладагента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 В 49/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО равенства между ними, подогрев осуществляют подводом тепла к этим частям, измерение расходов частей - до повышения их выходных температур над входными, превышение определяют одновременнйм измерением с расходами частей их температур до и после подогрева, а паросодержание определяют по следующей зависимости: х = 1-ц 1(п 1-пд)Иц 2(Ь-по, где х - паросодержание, кг/кг; ц 1 - количество тепла, подводимого к частй потока; отобранного после испарения, кДж/с; ц 2 - количество тепла, подводимого к части потока, отобранного до испарения, кДж/с; Ь 1 - энтальпия хладагента при заданной температуре кипения и х = 1, кДж/кг; пд - энтальпия хладагента до дросселирования и х = О, кДж/кг; йо - энтальпия хладагента при заданной температуре кипения и х = О, кДж/кг. 1 ил. ОЧ,СО Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения паросодержания, включающий нагревание потока хладагента после испарения источником тепла участка трубопровода, вдоль которого на расстояниях от источника 2 см и 10-15 см измеряют температуры, распределение которых по длине подчйняется экспоненциальному закону, по отклонению которых бтносительно предельных, экспонент сухой пар - жидкость, судят косвенно "о паросодеержании, производя всякий раз обратный пересчет по уравнению экспоненты;Однако такой способ также требу рировки всякий раз и введения по ее ре ет та- зульГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРОСОДЕРЖАНИЯ ХЛАДАГЕНТА. измерение паросодержания потока хладагента. Сущность изобретения, хладагентдросселируют, испаряют, подогревают, измеряют температуру парожидкостной сме-си до и после дросселирования, отбираютчасти потока хладагента до и после испарения и измеряют их расходы с обеспечением Изобретение относится к кояодильной технике, в частности к измерениям различных параметров в процессах охлаждения.Известен способ определения паросодержания, включающий процессы подогрева хладагента дополнительным источником тепла, измерения температуры с помощью датчика, расположенного непосредственно к источнику тепла или радиально на выходе. Способ основан на выявлении косвенной независимости температуры в месте расположения датчика от теплопереноса между стенкой трубы и паросодержанием хладагента при неизменной мощности источника тепла.1758375татам параметров в управление экспоненты. кроме того, на результаты измерения оказывает влияние измерения потока хладагента, которые неизбежны в процессе измерения, размещение датчиков температуры и их изоляция от температуры окружающей среды, а также загрязнение грубопровода, которое влияет на параметры управления экспоненты и температуры в точках измерения. Хотя способ измерения по двум точкам температуры точнее, косвенный механизм измерения, заложенный в нем, недостаточно точен, так как на экспоненциальный закон распределения температуры по длине влияют все вышеуказанные параметры. Также очень ограничен диапазон измерения паросодержания в связи с исчезновением разности температур при паросодержании, меньше 0,8, для больших значений которого наблюдается срыв жидкостной пленки со стенки трубы и наступление теплообмена с газом, который ухудшает его и способствует повышению температуры. Наконец этот способ определяет косвенно паросодержание без связи с . внешними воздействиями, которые фиксировали бы эталонную заьисимость в заданном диапазоне измерений, т.е. при фиксированном значении мощности источника тепла и, следовательно, заявленная эталонная кривая, имеющая вид экспоненты и отражающая лишь температурные изменения без регуля рной связи с определяющим параметром в диапазоне измерений .например, тепловым потоком) будучи полученной в точке, являющейся неоднозначной. И, значит, одному и тому же значению паросодержания могут соответствовать разные эталонные кривые, что делает измерение ненадежным, поскольку всякие измерения диапазона должны иметь привязку по меньшей мере к одному из измеряемых параметров.Серьезным недостатком способа является большой расход энергии на подогрев хладагента всего потока после испарения, достигающим нескольких десятков киловатт в зависимости от мощности процесса испарения холодильной машины,Целыб.изобретения является снижение энергозатрат на подогрев хладагента и повышение точности при непрерывном определении паросодержания,На чертеже изображено устройство для реализации способа измерения паросодержания в процессе испарения,Устройство состоит иэ холодильной машины с компрессором 1, конденсатором 2, дресселем 3, испарителем 4,. датчиком 5 температуры жидкого хладагента после30 ком 5, равную и после нагревателей 7 и 11датчиками 15 и 12, Измеряют тепловые потоки цг = 0,1796 кДж/с и ц= 0,0186 кДж/с, как только температуры измерения датчиками 15 и 12 после нагревателей 7 и 11 достигнут значения 20,1 С, т.е, превысяттемпературу, измеренную датчиком 5 на входе испарителя ча 0,1 С, Величину микро- тока 10, равную примерно 0,001 кг/с, устанавливают капиллярной трубкой в местеотбора и измеряют датчиком 13. Величинумикротока 8 измеряют датчиком 14 и выставляют равной величине микротока 10 измерением проходного сечения. регулирующего клапана 9. По измеренной температуре датчиком 5 жидкости послеконденсатора 2, равной 40 С, и при нулевом паросодержании по таблицам или диаграммам определяю соответствующую им энтальпию 1 д = 131 кДж/кг (здесь использованы диаграммы Одесского института инженеров морского флота), а по измеренной температуре кипения т = - 20 С датчиком 5) при нулевом паросодержании определяют энтальпию 10125 кДж/кг и энтальпию Ь 1=131 кДж/кг,при единичном паросодержании и той же температуре- 311 хДж/кг, Далее используют полученные значения тепловых потоков и энтальпий и вычисляют паросодержание конденсации, датчиком 6 температуры пе ред испарителем, микропотока 8, отбираемого до испарителя, и микропотока 10 после испарителя, нагревателя 7, нагревателя 11, 5 датчика 15 температуры микропотока 8 после нагревания; датчика 12 температуры после нагревания микропотока 10; датчика 13 величин микропотока 10 и 14 микропотока 8, компьютера 16, регулирующего клапана 9 10 микропотока 8.Способ измерения паросодержания впроцессе испарения в холодильной машине осуществляют следующим образом.Задают температуру конденсации тк = 15 =40 С и испарения Ь = 20 С, затем в процессе работы холодильной машины после конденсации в конденсаторе 2 и дросселировании в дросселе 3 потока хладоагента, измеряют температуру датчиком 5, равную 20 40 С. После измерения температуры датчиком 5, равной 30 С до и после испарения хладоагента в испарителе 4, отбирают равные микропотоки 8 и 10 хладагента величиной 0,002 кг/с, которые затем нагревают 25 соответственно в нагревателях 7 и 11 путемувеличения вних тепловых цг, ц потоков, проводимым к микропотокам 8 и 10, и одновременно измеряют температуры потока хладагента до отбора микропотоков датчи5 ше.Сравнивая предлагаемый спосо деления паросодержания с табли начениями, которые равны 0,9, мы то точность определения паросоде чень высока, составляет около 0,02 ределяется исключительно метролог б опречнымивидим,ржанияиопически 0,1796 ( 311 - 128 )5При мощности холодильной машины порядка 125 кДж/с мощность, расходуемая для подогрева хладоагента и в процессе измерения, составила 0.1796+ 0,0186- 0,1982 10 кДж/с и в пределе при нулевом паросодержании составила бы около 0,32 кДж/кг, в то время как в известном устройстве она составила бы соответственно 13 кДж/с и 102 кДж/с соответственно, что имеет больше 1 преимущества в экономии энергии, Кроме того, очность непрерывного измерения паросодержания также весьма высокая, так как зависит лишь от точности измерения температуры и считывания с таблиц, 20 которые просты, точны и хорошо отработаны, в то время как в известном устройстве точность зависит от условий, в которых снимались тарировочные кривые и которые необходимо выдерживать и.в процес се измерений, Кроме того, процесс измерения прерывается и ограничен, т.е. невозможно проводить измерения в полном диапазоне 0-1 (паросодержаний), тогда как в предлагаемом способе этот 30 полный диапазон ничем не ограничен, а расход энергии в тысячу и более раз мень/ ми характеристиками заложенных технических средств, Формула изобретен и я Способ определения паросодержания хладагента путем его дросселирования, испарения, подогрева и измерения температуры образовавшейся парожидкостной смеси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения точности при непрерывном определении паросодержания, дополнительно измеряют температуры хладагента до и после дросселирования, отбирают части потока хладагечта До и после испарения и измеряют их расходы с обеспечением равенства между ними, причем подогрев осуществляют подводом тепла к этим частям, измерение расходов частей - до превышения их выходных температур над входными, превышение определяют одновременным. измерением с расходами частей их температур до и после подогрева, а паросодержание определяют по следующей зависимости: Х =1ср (Ь - ьо) где х - паросодержание, кг/кг;ц 1 - количество тепла, подводимого к части потока, отобранного после испарения, кДж/с;о 2 - количество тепла, подводимого к части потока, отобранного до испарения, кДж/с;Ь 1-энтальпия хладагента при заданной температуре кипения и Х - 1, кДж/кг;Ьд - энтальпия хладагента до дросселирования и Х - О, кДж/кг;йо-энтальпия хладагента при заданной температуре кипения и Х = О, кДж/кг.1758375 оставитель А, Куэнечовехред М.Моргентал Корректор А, Ворови ктор Э. Слиган Заказ 2987 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж. Рауаская наб., 4/5 роизводстве эдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101