Способ измерения структуры двухфазного потока по длине трубы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО 95764 С 01 М 25/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ У 45и Р.С. Поме о воеравно-. тока на из усло рофиль тепловогой длине, определяемый1- ь 2о Э- первоначальноеление тепловог мерныйизмененнВия я(2)где ц(Е) аспредепотока Иений по- й Щчаюный о навлитделья л и ч а юмерный . танавлльных ы от различных источни участков тков тока.4, Спосощийс япроФиль теплвают с помообогрева. поп. 1, отлича ем, что неравномерный ового потока устанавли ью косвенных источнико ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Дж. Хьюитт и Н. Холл-Тэйлор. Кольцевые двухфазные течения. М;: Энергия, 1974, с. 376.Болтенко Э.А., Пашичев В.В., Песков О.Л. и Пометько Р.О. Распределение жидкости между ядром потока и пленкой при дисперсно-кольцевом режиме течения фреона в трубе. Препринт ФЭИ, Обнинск, 1978.(54)(57) 1.СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТРУКТУРЫ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА ПО ДЛИНЕ ТРУБЫ, заключающийся:в подводе к трубе теплового потока, отборе двухфазной пробы на выходе из трубы, разделения отобранной пробы на жидкостную и паровую составляющие, построение зависимости расхода жидкости от расхода пара, определении на основе этой зависимости количества жидкости в пристенной пленке на выходе трубы, изменении длины участка подвода теплового потока и повторном:отборе двухфазной пробы, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения структуры двухфазного потока в трубах с неравномерным профилем теплового потока по длине трубы, дополнительно подводят к трубе с.постоянным сечением,тепловой поток с неравномерным пролем, отбирают двухфазную пробу навыходе трубы, изменяют длину п дда неравномерного теплового потокана шаг аЕ, устанавливают н по длине труб- длина трубь 1;ь 2 - шаг измеренийп=0,1,2 - число измеренПовторяют весь цикл измерелучают искомую величину.2. Способ по п. 1, о тщ и й с я тем, что неравнпрофиль теплового потока увают с помощью шунтированиных участков трубы.3. Способ по п. 1, о т4 3.щ и й с я тем, что неравнпрофиль теплового потока увают с помощью питания отдИзобретение относится к области теплофизических исследований, в част 30Известны способы измерения локальных характеристик двухфазного потока,ные характеристики: мгновенную толщину пленки, размер капель, переносимых 40 го потока,в частности расхода жидкости в пристенной пленке и ядре, достаточно сложно, по 8 кольку требует интегрирования локальных характеристик,которые зависят от большого количества переменных, трудноподдающихся обобности к способам исследования структуры двухфазного потока в парогенерирующих каналах в режиме дисперсно- кольцевого течения.,В широкой области параметров кризис теплоотдачи происходит в области дисперсно"кольцевого режима течения. Дисперсно-кольцевой режим характеризуется наличием пристенной жидкой пленки, текущей по обогреваемой поверхности, и парового ядра, переносящего капли жидкости. Попытки полного описания течения двухфазного потоканаталкиваются на ряд трудностей,связанных как с недостатком сведений о массо-обменных процессах вэтой области, так и с неполной разработанностью математическогоф аппарата для описания движения и теплопереноса в двухфазных средах. Необходимую информацию для расчета характеристик двухфазного потока можно получить путем использования интегральных характеристик потока,таких как расход жидкости в пристенной пленке и в ядре потока, расходнара,основанные, например, на измеренииэлектропроводимости жидкости и пара,В качестве датчиков обычно используются-.,севозможные электропроводящиезонды. Использование этих методовпозволяет получить различные локальпаровым ядром, и т.п. Получение интегральных характеристик двухфазнощению. Кроме того, датчики для измерения локальных характеристик недостаточно надежны и вносят возмущение в измеряемый поток, что приводит к неконтролируемым погрешностям при измерении.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения структуры двухфазного потока камерой отбора, установленной 95762 б 2на выходе из трубы. Камера отборапредставляет собой либо кольцевующель, через которую отсасываетсядвухфазная проба, либо пористуювставку. Измерение, например, расхо 1 да жидкости в пристенной пленке осуществляется следующим образом. Отбирается двухфазная проба камерой, установленной на выходе канала, за 10 тем тем или иным способом двухфазная проба"разделяется на жидкостнуюи паровую составляющие. Изменяя перепад давлений .в сечении отбора, получают ряд проб с различным содержа 15 нием жидкости и нара, На основе измерений строится график С (С), изкоторого определяется область инвариантности расхода отбираемой жидкостиС и расхода пара С. Экстраполируя20 зту область до пересечения с осьюординат, определяют расход жидкостив пристенной пленке СЕсли необходимо провести измерение по длинетрубы, передвигают нижний токопод 25 вод по направлению движения теплоносителя и проводят измерение камерой,установленной на выходе, нижеописанным способом. Обычно такие измерениявыполняют на трубах с равномернымтепловыделением по длине, посколькув этом случае передвижение камерыотбора в направлении против движениятеплоносителя эквивалентно перемещению нижнего токоподвода по направлению движения теплоносителя,Для создания физически обоснованных моделей кризиса теплоотдачи в области дисперсно-кольцевого течениянеобходимы данные по распределениюжидкости между ядром потока и пристенной пленой в трубах с неравномерным тепловыделением по длине. Такиеданные отсутствуют, поскольку измерение структуры по длине канала снеравномерным тепловыделением наталкивается на ряд трудностей, Обычнонеравномерное тепловыделение в экс- .периментальных условиях создаетсяпутем пропускания тока через трубу.с переменным сечением, соответствующим определенному типу неравномерного тепловыделения. В этом случаеизмерение структуры потока камерой,установленной на выходе, принципиаль55но невозможно ввиду неэквивалентнос".ти перемещения нижнего токоподводапо направлению движения теплоносителя и камеры отбора, установленной наЧ(Е)/ = Ыеш где ч(Е) - первоначальное распределение теплового потокапо длине трубы;- длина трубы;аЕ - шаг измерений;п=0,1,2 - число измерений,повторяют весь цикл измерений и получают искомую величину.Установление неравномерного профиля теплового потока достигаетсялибо путем шунтирования отдельныхучастков трубы от различных источников тока, либо с помощью косвенныхисточников обогрева.На фиг. 1 показана труба с постоянным сечением и равномерным тепловыделением по длине; на фиг, 2 -труба с переменным сечением и неравномерным тепловыделением.,Измерениеструктуры двухфазного потока камерой,установленной на выходе, невозможно. 40 выходе, против движения теплоносителя (при перемещении нижнего токоподвода по направлению движения теплоносителя меняется градиент теплового ц потока по длине трубы 2),Целью изобретения является повышение точности измерения структуры двухфазного потока в трубах с неравномерным профилем теплового потока по длине. 1 ОЦель достигается тем, что по способу измерения структуры двухфазного потока по длине трубы, заключающемуся в подводе к трубе теплового потока, отборе двухфазной пробы на выходе 1 из трубы, разделения отобранной пробы на жидкостну 1 о и паровую составляющие, построении зависимости расхода жидкости от расхода пара, определении на основе этой зависимос 20 ти количества жидкости в пристенной пленке на выходе трубы, изменении . длины участка подвода теплового потокаи повторном отборе двухфазной пробы, дополнительно подводят к тру бе с постоянным сечением тепловой поток с неравномерным профилем, отбирают двухфазную пробу на выходе из трубы, изменяют длину подвода неравномерного теплового потока на шаг30 аЕ, устанавливают неравномерный профиль теплового потока на измененной длине, определяемый из условия