Способ измерения расхода воздушной смеси

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскнкСецналнстнческниРеснублнк(23) Приоритет Г 23 М 5/10 О 01 Г 5/00 Государственный комитет СССР но деиам мзобретений и открытий%3) УДК 621.182261(088.8) Опубликовано 30.01.83.Бюллетень Йо 4 Дата опубликования описания 30. 01.83 Ю.Л. Курбатов, Г.Г, Пятышкин, С.М. Николаев,А.Д."Маркин, В,И. Илющенко, В.П. Следов,А.И. Пикалов и В. В. Гурин,;"У(Донецкий ордена Трудового Красного Зна ци".;политехнический институт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВОЗДУШНОЙ СМЕСИИзобретение относится к способам измерения расхода газовых смесей и может найти применение в теплоэнергетике и в металлургической проьвашленности при регулировании качества сжигания топлива в рекуперативных нагревательных колодцах.Подача воздуха для сжигания топлива в рекуперативных нагревательных колодцах с одной верхней горелкой осуществляется путем пбдачи компрессорного воздуха в эжектирующее устройство и эжектирование воздуха через керамический рекуператор, Причем. компрессорный воздух предварительно подогревается, проходя через металлический рекуператор, Измерение расхода воздуха поступающего в ячейкуосуществляется по величине расхода компрессорного (эжектирующего ) воздуха и по коэф-. фициенту эжекции эжектирующего устройства, величина которого принята постоянной.Известен способ измерения расхода дымовых газов в боровах мартеновских печей с помощью керамической трубы Вентури, располагаемой вблизи дымовой трубы. Используя известный способ, можно измерить расход воздуха, проходящего через керамический рекуператор по разности величин давлений, измеренных перед вхо дом в трубу и ее узким сечением 1 .Недостатком этого способа является отсутствие достаточно прямолинейных участков в системе эжекции рекуперативного воздуха для установки трубы Вентури, большие колебания температуры рекуператора и собственно температуры воздуха, от которой зависят расходные коэффициенты. Установка трубы Вентури в потоке эжектируемого воздуха увеличивает аэродинамическое сопротивление и исключает ее применение на колодцах такого типа.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектирующего и эжектируемого, заключающийся н измерении расхода эжектирующего воздуха сужающим устройством с дифманометром.Сущность этого способа заключается в том, что весь расход воздуха подаваемого в рабочее пространство колодца не измеряют непосредственно. Величину полного расхода воздуха определяют косвенно, увеличивая нз 992927меренный расход эжектирующего воздуха в определенное количество раз,равное величине коэффициента эжекции. При этом величина коэффициентаэжекции для данной конструкции эжектора принята постоянной величиной 23 5Недостаток этого способа измерения расхода воздушной. смеси состоит в .низкой точности, обусловленнойтем, что коэффициент эжекции неявляется постоянной величиной приразличных температурных режимах впроцессе цикла нагрева металла. Всвязи с тем, что происходят большиеколебания физических характеристиккомпрессорного. воздуха (изменяютсяего расход, температура ), а такжерасход рекуперативного воздуха,характеристики которого зависят отсостояния и температуры рекуператора, действительный расход воздуха взначительной степени отличается от фтеоретического и требует корректировки по анализу дымовых газов,Цель изобретения - повышениеточности, измерения расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектирующего и эжектируемоговоздуха.Укаэанная цель Достигается тем,что измеряют температуру эжектирующего, эжектируемого воздуха и воздушной смеси, определяют по известным зависимостям плотность эжектирующего воздуха и воздушной смеси,а также теплоемкость эжектирующего, эжектируемого воздуха и воз Ядушной смеси при измеренных температурах и расход воздушной смеси определяют по формуле40где Ч - расход эжектирующего воздуха; 45р - плотность эжектирующего возодуха;р - плотность воздушной смеси;С - теплоемкость эжектирующеговоздуха;С 2 - теплоемкость эжектируемоговоздуха;С- теплоемкость воздушной смеси;с - температура эжектирующеговоздуха;й 2- температура эжектируемоговоздуха;температура воздушной смеси, 60На фиг. 1 приведена схема расположения измерительных устройств для измерения необходимых параметров; на фиг. 2 - зависимости плотности р и теплоемкости С от температуры. 65На трубопроводе 1 эжектирующеговоздуха установлена диафрагма 2 дляизмерения расхода воздуха и дифианометр 3. Эжектирующий воздух проходит через металлический рекупера",тор 4, и подсасывает эжектируемыйвоздух из коробчатого сечения 5.Воздушная смесь поступает в смесите-.льный диффузор 6. Температура эжектирующего воздуха измеряется термопарой 7, эжектируемого - термопарой 8 и воздушной смеси - термопарой .9,Измерение расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектирующего и эжектируемого воздухаосуществляется следующим образом.Масса щ эжектирующего воздухаявляется известной величиной. Кроме того имеется информация о температурах , с, й соответственноэжектирующего, эжектируемого и смешанного воздуха,При рассмотрении баЛанса массы еи энергии (энтальпии 3,) можно записать систему уравненийВ)+ й В1(2) тогда масса воздушной смесив щ( + ц)Если учесть то обстоятельство, что измеряется объемный расход воздуха, а расход сжатого ЧО измеряется до его поступления в металлический рекуператор при температуре с О и плотности р , то окончательная формула для ойределения расхода воздушной смеси имеет вид Уо о 3 3у:/ - +О):Ч - 11 (5) Я Ор " Ор с 22-Сз где с1 - теплоемкость и температура в соответствующих потоках воздуха.После преобразований, получимц - (с Е с й )/(с С -. с Е ), (3)Таким образом, для измерения расхода воздушной смеси, измеряют температуру зжектирующего, эжектнруемого воздуха и воздушной смеси, определяют по известным зависимостям (Фнг.2) плотность эжектнрующего воздуха н возвоздушной смеси при измерениях температуры и определяют расход воздушной смеси по вышеприведенной Формуле.Измерение расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектирую. 1 О щего ее эжектируемого воздуха,по вышеприведенной формуле повышает точ-, ность измерения, так как прн измерении учитываются зависимость теплофизических свойств воздуха (плот ность и теплоемкость) от температуры.формула изобретенияСпособ измерения расхода воздушной смеси, образуемой путем смешения эжектирующего и заектируемого воздуха, заключающийся в измерении расхода эмектирующего воздуха сужающим устройством с дифманометром, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют температуру эжектирующего, эжек тируемого воздуха и воздушной смеси, определяют по известнюм зависимостям плотность эжектирующего воздуха и воздушной смеси, а также теплоемкость эжектирующего, эжектируемого воздуха н воздушной смеси прн измеренных температурах, расход воздушной смеси определяют по ФормулеУР е 3 з-сС 1орс-/ где Мо - расход эжектирующего воздухауро - плотность эжектирующего воздухарУз - плотность воздушной смесис - теплоемкость эжектирующеговоэдухауС - теплоемкость эжектнруемоговоздуха;Сз - теплоемкость воздушной смесиФ 1 - температура эжектирующеговоэдухауФ - температура эжектируемоговоздуха уэ - температура воздушной смеси.Источники и НФОрмации р принятые во внимание при экспертизе1, Курочкин Б.Н. Теплотехнические испытания мартеновских печей. Н.,. "Металлургия", 1972, с. 127-128.2. Каганов В.Ю. н др. Автоматизация металлургических печей. М."Металлургия", 1975, с. 328-338.99297 0,50 105 О Составитель И. Аксеинив Техред С.Мигунова Заказ 428/49 исное 1130 1 роектная г. Ужгород,Тира 1 ИИПИ Госу по делам 35, Москв