Установка для определения диаметра гашения и нормальной скорости распространения пламени

(19) (11 4 Р 23 Я 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е к е овь нов Ус азомис". виде ыхо пч входом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГННТ СССР(56) Гуревич Н.А. Повьппение эфФективности процесса термического обеэвреживания газовых выбросов. Диссертация. Киев, КПИ, 1975, с.42.(54) УСТАНОВКА ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА ГАШЕНИЯ И НОРМАЛЬНОЙ СКОРОСТИРАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ(57) Изобретение относитс рительной технике и позво сить надежность установки ка содержит емкость 1 с г точник 8 воздуха, соедине смесителем 7, выполненным вихревой камеры с осевым газовоэдушной смеси, осев воздуха и тангенциальным входом газа. Смеситель 7 соединен через буферную емкость 23, снабженную газоанализатором 24, и расходомер 26 сизмерительным конусом 31, снабженным двумя электронагревателями 32 и33 с отдельными источниками 46, 47,один из которых установлен передвходом в конус 31, а второй выполненв виде цилиндра 33, охватывающегоконус 31 и снабженного смотровымиокнами. Конус 31 выполнен из термостойкого стекла и снабжен датчиком39 температуры, установленным на еговходе, и датчиком 40 температуры,вмонтированным в корпус 31. Такоевыполнение установки позволяет наблкдать за распространением пламенипо конусу, стабилизировать регулированием температуры и скорости газовоздушной смеси Фронт пламени ине допускать его проскока на входконуса 31, что повьппает надежностьвсей установки. 2 з.п. Ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной дляопределения диаметров гашения и нормальных скоростей распространенияпламени гаэовоздушных смесей.Цель изобретения - повышение на дежности.На фиг.1 представлена схема установки для определения диаметра гашения и нормальной скорости распространенияпламени; на фиг.2 - смеситель, общий вид; на фиг.З - разрезА-А на фиг.2; на фиг,4 - плотеваярубашка и нагреватель для предварительного подогрева газовоздушной смеси, общий вид; на фиг.5 - разрез Б-Бна фиг,4.Установка для определения диаметра гашения и нормальной скоростираспространения пламени (фиг.1) содержит емкость 1 газа, соединеннуюс последовательно установленнымирегулятором 2 давления, игольчатымвентилем 3, газовым счетчиком 4, рас.ходомером 5, служащим для определения мгновенного расхода газа, 11-образным манометром б и смесителем 7,Источник 8 воздуха соединен со смесителем 7 воздуховодом, на которомустановлены игольчатый вентиль 9,газовый счетчик 10, расходомер 11,11-образный"манометр 12. Причем воэдуховод 13 подведен к смесителю 7 тан"генциально,Смеситель 7 (фиг.2) выполнен ввиде вихревой камеры и содержит патрубок 14 для подвода газа, газовоесопло 15, патрубок 16 для подводавоздуха, цилиндрическую камеру 17смешения с расположенной соосно сней металлической сеткой 18, котораяспособствует турбулизации воздушногопотока и дроблению его на отдельныеструйки, благодаря чему увеличиваетсяплощадь соприкосновения смешивающихся потоков и улучшается качествосмешения. Кроме того, смеситель содержит диффузор 19, в котором происходит дальнейшее смешение газа своздухом, камеру 20 выравниванияскоростей и концентраций по поперечному сечению потока, выходной конфуэор 21 и патрубок 22 для выхода газовоздушной смеси.Смеситель связан с измерительнымконусом через буферную емкость 23,снабженную газоанализатором 24 идатчиком 25 температуры. Буферная емкость служит для сглаживания аэродинамического разбаланса в системе при отборе проб в газоанализатор.Газоанализатор служит для уточнения состава газовоздушной смеси, выходящей после смесителя. Кроме того, на трубопроводе газовоэдушной смеси, связывающем буферную емкость с измерительным конусом, установлены расходомер 26, служащий для измерения мгновенного расхода газовоздушной смеси, игольчатый вентиль 27, служащий для регулирования расхода газовоздушной смеси, поступающей в измерительный конус, огнепреградитель 28, служащий для предотвращения проскока пламени. Для измерения давления газовоздушной смеси в трубопроводе 29 установлен ц-образный манометр 30.Измерительный конус 31 выполнен из термостойкого кварцевого стекла, внутренний диаметр которого оттарирован по миллиметрам по всей длине./Перед измерительным конусом установлен дополнительный электронагреватель 32, служащий для предварительного подогрева участка трубопровода, примыкающего к конусу. Пред варительный подогрев предусмотрен с целью уменьшения градиента температур между температурой газовоздушной смеси до измерительного конуса и в самом конусе, а следовательно, и уменьшения длины пробега газовоздушной смеси до достижения температуры смеси температуры стенки измерительного конуса.Нагрев измерительного конуса производится при помощи электронагревателя 33. Конструкции электронагревателей 32 и 33 идентичны.Электронагреватель 33 (фиг.4) состоит из двух полуцилиндров 34 и 35. Каждый из полуцилиндров состоит из металлического кожуха Зб, керамической насадки 37, в пазы которой уложен нагревательный элемент .38.Измерительный конус 31 расположен осесимметрично относительно электронагревателя 33 и дополнительного электронагревателя 32. Для контроля эа температурой стенки трубопровода, примыкающего к измерительному конусу, и за температурой стенки самого. измерительного конуса установлены две термопары 39 и 0 соответственно. Термопары выве14531 40 дены на потенциометр с самописцем 41 (фиг.1).Полуцилиндры, из которых состоит электронагреватель 33, разведены с целью установки двух смотровых окон 42 и 43, выполненных иэ термостойкого стекла и установленных диаметрально противоположно друг другу. Окно 42 служит для визуального наблюдения за положением фронта пламени в измерительном конусе. Окно 43 служит для уменьшения влияния излучения раскаленных нагревателей и керамических насадок на определение диаметра гаше ния и нормальной скорости распространения пламени. Для получения большей контрастности изображения Фронта пламени в измерительном конусе за окном 43 устанавливается экран с черной поверхностью не показан).По всей длине электронагревателя 33 диаметрально противоположно установлены две металлические мерные ленты 44 и 45 фиг.3), которые служат 25 для определения положения Фронта пламени относительно измерительного конуса. Наличие двух мерных лент необходимо для исключения влияния угла зрения на величину диаметра гашения и нормальной скорости распространения пламени.Регулирование температуры в дополнительном электронагревателе 32 и в электронагревателе 33 осущест 35 вляется при помощи двух автотрансформаторов 46 и 47 соответственно (фиг.1). Кроме того, в электрическую цепь дополнительного электронагревателя 32 включены выключатель 48 и амперметр 49. Контроль за работой электронагревателя 33 осуществляется при помощи включенных в электрическую цепь индикаторной лампочки 50, амперметра 51, вольтметра 52 и выклю" чателя 53. Воспламенение газовоздушной смеси происходит при помощи электроспирали 54, расположенной в нижней части измерительного конуса 31, Накал спирали регулируется при помо 50 щи трансформатора 55.При определении диаметра гашения установка работает следующим образом.Газ из емкости 1 редуцируется при помощи регулятора 2 давления и55 проходит последовательно игольчатый вентиль 3, служащий для регулирования расхода газа, газовый счетчик .4. 244для определения объемного расхода газа расходомер 5, оттарированный на определенный расход и служащий для определения мгновенного расхода газа. Для измерения давления в газопроводе установлен У-образный манометр 6. Далее газ по газопроводу поступает в смеситель 7.Воздух от источника 8 последовательно проходит игольчатый вентиль 9, газовый счетчик 10 для измерения объемного расхода воздуха, расходомер 11, слукащий для измерения мгновенного расхода воздуха. Давление в воздуховоде измеряется при помощи 11-образного манометра. Далее воздух по воздуховоду 13 поступает в смеситель 7, причем для более качественного смещения подвод воздуха осуществляется тангенциально.В смесителе 7 происходит качественное смешение газовоэдушной смеси и далее смесь поступает в буферную емкость 23, которая служит для сглаживания аэродинамического разбаланса в системе при отборе проб в газоанализатор 24. Последний служит для уточнения состава газовоэдушной смеси, выходящей после смесителя. Температура газовоздушной смеси измеряется при помощи датчика 25 температуры, Из буферной емкости 23 уточненный состав газовоздушной смеси проходит через расходомер 26, служащий для определения мгновенного расхода газовоздушной смеси, игольчатый вентиль 27, служащий для регулирования расхода газовоздушной смеси, огнепреградитель 28, который предотвращает проскок пламени и по трубопроводу 29 поступает в измерительный конус 3 1, предварительно подогреваемым в дополнительном нагревателе 32. Давление газовоздушной смеси в трубопроводе 29 измеряется при помощи 11-образного манометра 30.Злектронагреватель 33 обеспечивает нагрев газовоздушной смеси в измерительном конусе 31 до заданной температуры. Регулировка температуры и контроль за работой дополнительного электрокагревателя 32 осуществляется при помощи автотрансформатора 46, выключателя 48, амперметра 49.Регулировка температуры в электронагревателе 33 осуществляется прй помощи автотрансформатора 47. Кроме того, в его электрическую цепь вклю53124 6трубы. Смесь в таком пламени зажигается на оси потока, где имеет место нормальная скорость распространения пламени. В этом случае скорость на оси конуса равна максимальной скорости: 2 Ссм 1 ос 1 макс 21 ср 10 8 СсмЯ 615 8 Ссм= Ына я 5 14 чены индикаторная лампочка 50, амперметр 51, вольтметр 52 и выключатель 53, которые служат для контроля ,эа работой электронагревателя 33. После заполнения измерительного конуса газовоздушной смесью определенного состава производят воспламенение ее в нижней части измерительного конуса при помощи электроспирали 54,,накал которой регулируется при помощи трансформатора 55. После воспламенения смеси стабилизируем фронт пламени и затем уменьшая расход газовоздушной смеси, поступающей в измерительный конус при помощи игольчатого вентиля 27, доводят фронт пламени до гашения. Таким образом, определяют предварительно сечение,де произошло гашение пламени. После этого опять заполняют измерительный конус газовоздушной смесью, восплаеняют ее и стабилизируют фронт плаени на расстоянии приблизительно 10 мм от того сечения, где в предествующем опыте произошло гашениеамени. Затем плавно уменьшают расод газовоздушной смеси при помощи ягольчатого вентиля 27, вплоть до схлопывания пламени в некотором сечении. Это сечение фиксируют на мерной ленте 44. Оно и является кри,тическим для данного состава газо- воздушной смеси. Диаметр полученного сечения и является искомым диаметром гашения.н При определении нормальнои скорости распространения пламени установка работает следующим образом.Для определения нормальной скорости распространения пламени установка работает аналогично указанному методу вплоть до воспламенения смеси в измерительном конусе 31 при помощи злектроспирали 54. Затем фронт пламени стабилизируют в любом сечении конуса. Фиксируют это положение фронта пламени по мерной ленте 44. Если фронт пламени неподвижен, то скорость распространения пламени Б уравновешивается скоростью набегающего потока газовоздушной смеси И т.е, П .= Я с . Расход газовоздушной смеси измеряем при помощирасходомера 26.Известно,что при ламинарном режиме течения газовоздушной смеси в трубе устанавливается параболическое распределение скоростей по сечению где Ч с - скорость потока по оси,м/с;Ч - максимальная скоростьпотока, м/с;И.,р - средняя скорость потока,м/с;С, - расход газовоздушной смем 3/сед - диаметр .сечения, в котором стабилизируется фронтпламени, м. Таким образом, зная расход набегающей газовоздушной смеси, диаметр сечения, в котором стабилизируется фронт пламени, и распределения ско. - ростей по перечному сечению потока, можно подсчитать скорость распространения пламени П ., которая равна И, , потока:ср Формула изобрет 1. Установка для определения диаметра гашения и нормальной скорости 40распространения пламени, содержащая емкость с газом и источник воздуха, связанные со смесителем, измерительный конус, снабженный датчиком температуры, о т л и ч а ю щ а я с я 45тем что с целью повышения надежности, она дополнительно содержит буферную емкость, снабженную газоанализатором и соединенную с выходом смесителя, расходомер, соединвнный с буферной емкостью и измеритель ным конусом, и два электроподогревателя с отдельными источниками питания, один из которых установлен перед входом в измерительный конус, а другой выполнен в виде цилиндра, охватывающего измерительный конус, и снабжен смотровыми окнами, смеси- тель выполнен в виде вихревой камеры с осевым выходом газовоэдушной1453124 смеси, осевым входом газа и тангенциальным входом воздуха.2Установка по п.1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что датчик температуры вмонтирован в измерительный конус. 83. Установка по п.1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что она снабжена вторым датчиком температуры, установленным на входе в измерительный 5конус.1453124Составитель А.Зосимов Редактор Н.Бобкова Техред А.Кравчук Корректор М,Васильев Заказ 7264/32 Тираж 488 Подпис ное НИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР.1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная