Способ определения влажности газовой среды

(54 СТ хнической ремя опреерность зачного газа определе- лючающийпроизводят соединенних любой ую зависивом капиляре, после и фиксируют ия влажного лляра пропу го газа и нах Оличества э подачи чере ьным весом воды в ост но вводят з го тарирово сканием ождениого газа второй равным вшийся аданное НОГО ГаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) АНИЕ ИЗОБРКОМУ СВИДЕ 1 ЕЛЬСТВУ ПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСРЕДЫ(57) Изобретение относится к тефизике и позволяет сократить вделения и повысить его достовсчет повторного ввода тарировочерез второй капилляр. Способния влажности газовой среды, закся в том, что предварительнотарировку двух последовательноных капилляров, пропуская черезсухой газ и находят тарировочнмость потери давления газа на перляре от таковых на втором капиллчего анализируемую влажную срскаютчерез первый капиллярна нем значение потерь давлен Изобретение относится к области техниеской физики, конкретно может быть испольовано для определения влажности газа,Цель изобретения - сокращение времени пределения и повышения его достоверноПоставленная цель достигается тем, что лнительно предварительно производят Ю , 1777059(51)5 0 01 й 25/62, 25/" газа, выделяют влагу конденсацией и поглощением, фиксируют значение потерь давления осушенного газа на втором капилляре, определяют количество паров воды добавкой в оставшийся осушенный газ газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды до получения тарировочной зависимости потерь давления газа на втором капилляре при фиксированном значении потерь давления влажного газа на первом капилляре и с учетом параметров осушенного газа и смеси этих газов судят о влажности анализируемой газовой среды. При этом дополнительно предварительно производят тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и находят зависимость потерь давления от количества этого газа. После прекращения подачи через второй капилляр газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды, в ос 1 авшийся дсушенный газ повторно вводят заданное количество любого сухого тарированного газа, а влажность анализируемой среды определяют по потерям давления на втором капилляре осушенного газа и смеси осушенного и повторного тарировочного газа, а также по количеству этого газа, исходя из приведенной зависимости. тариравку второго кап через него любого сухо ем потерь давления от и после прекращения капилляр газа с удел удельному весу паров осушенный газ повто количество любого сухэа. э влажность. анализируемой среды определяют по потерям давления на втором капилляре осушенного газа и смеси осушенного и повторно вводимого тарировочного газов, а также по количеству тэрировочного газа исходя иэ зависимостиПн 20йн 20 - П +П 100где П н 2 о - количество паров воды, определенное добавкой в осушенный газ газа с удельным весом равным удельному весу паров воды, нм /ч;По - количество осушенного газа равное,нм /ч;П - количество повторно вводимого тарировочного газа, нмз/ч;ЬРО - потери давления осушенного газа. на втором капилляре, кгс/м;2,ЬР - потери давления на втором капилляре повторно вводимого тарировочного газа при его количестве, равном П, кгс/м;ЬРп - потери давления на втором капилляре смеси осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/м .2Способ определения влажности газовой среды заключается в том, что предварительно производят тэрировку двух последовательно соединенных капилляров, пропуская через них любой сухой газ и находят тарировочную зависимость потерь давления газа нэ первом капилляре от тактовых на втором капилляре, после чего анализируемую влажную среду пропускают через первый капилляр и фиксируют на нем потери давления влажного газа, выделяют влагу конденсацией и поглощением, фиксируют значение потерь давления осушенного газа на втором капилляре, определяют количество паров воды добавкой в оставшийся осушенный газ газа с удельным весом равным удельному весу паров воды до получения тарироаочной зависимости потерь давления газа на втором капилляре при фиксированном значении потерь давления влажного гээа на первом капилляре.Наряду с этим дополнительно производят тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и нахождением зависимости потерь давления от количества этого газа и после прекращения подачи через второй капилляр газа с удельным весом равным удельному весу паров воды в оставшийся осушенный гээ повторно вводят заданное количество любого сухого тарировочного газа, а влажность анализируемой среды определяют по потерям давления на втором капилляре осушенного 5 газа и смеси осушенного и повторного вводимого тарировочного газов, а также по расходу этого газа, исходя из зависимостиПн 2 о10 "н 20 Пн,о+ П, 1 ООНа чертеже схематически представленвозможный вариант устройства, реализующего способ.Устройство содержит термостат 1, в котором помещены капилляры 2 и 3 со змеевиками 4 и 5, в промежутке между которыми снаружи термостата установлен холодильник - конденсатор 6, влагоотделитель 7 и влагопоглотитель 8. Капилляры подсоединены к перепадомерам 9 и 10. Влажный исследуемый газ к устройству подводят по линии 11, а осушенный исследуемый газ отводят по линии 12. После влагопоглотителя 25 линия осушенного газа до капилляра соединена через ротаметр 13 и.регулировочные вентили 14 и 15 с линиями 16 и 17 дополнительно и повторно вводимых тарировочного газа соответственно с удельными весами равным и неравчым удельному весу паров воды, линия влажного исследуемого газа соединена с линией 18 тарировочного газа через регулировочный вентиль 19.Сущность способа заключается в следующем.Известно, что влажность газовой средыили, что тоже самое процентное содержание паров воды равно40 Пн 2 о П 20+П где П н о - количество паров воды во влажэ45 ном газе, нм /ч;По - количество осушенного газа вовлажном газе, нм /ч.В формуле (1) неизвестными являютсяП н 20 и По, которые по предлагаемому спо собу определяют следующим образом,1, Предварительно производят тарировку капилляров 2 и 3, пропуская через них любой сухой газ и находят тарировочную зависимость потерь давления газа 55 ЬР 2 на капилляре 2 от тактовых ЬРз накапилляре т.е.:ЬР 2 файф т( ЬР 3) или ЬРЗ = ( ЬР 2) (2).По с = 4 ДРо - ЛР = сопя 2. После чего анализируемую среду влажную пропускают через капилляр 2 и фиксируют потери давления влажного газа 3, Выделяют из нее пары воды конденсацией и поглощением, пропуская влажную среду через холодильник - конденсатор 6, влагоотделитель 7 и влагопоглотитель 8. Оставшийся осушенный газ пропускают через капилляр 3 и фиксируют при этом значение потерь давления осушенного газа на этом капилляре Вследствие поглощения паров вОды изменяются удельный вес и количество анализируемой среды и нарушится тарировочная зависимость ЛРЗ = Г( ЛР 2) или ДР 2 = (Л Рз) 4, После чего в осушенный газ по линии 16 через ротометр 13 добавляют газ с удельным весом у равным удельному весу паров воды унго, и в количестве, равном количеству сконденсированных паров воды Пнго, так, чтобы на капилляре 3 получить значение ЛРз соответствующее Л Р 2 = Л Р, для условий тарировки при фиксированном значении ЛР 2 = ЛРв, и при этом определяют по ротометру 13 значение П нгоЗначение Г 1 о определяют следующим образом.5, Дополнительно производят тарировку капилляра 3, пропусканием через него любого сухого тарировочного газа по линии 17 через ротометр 13 и находят зависимость потерь давления от количества этого газа, т.е, ЛР = Г(П),6, Затем после прекоащения подачи через капилляр 3 газа с удельным весом равным удельному весу паров воды и в количестве равнс;.; количеству выделенных паров воды в оставшийся осушенный газ повторно вводят заданное количество П любого сухого тарировочного газа. При этом на капилляре 3 установится перепад давления ЛРьТак как ЛР = Кзп + П) ус (3)2где Кз - коэффициент расхода для капилляра 3;усм - удельный вес смеси осушенного и повторно вводимого тарировочного газов равный 5 здесь уо.и у - соответственно удельныйвес осушенного Газа и повторно вводимоготарировочного газа, кгснм .Подставляя значение усм выражение (3)будет иметь10 ЛРп Кз(По + П) г,П+По П+ о=Кз(По+ П) (уп+ уоПо) Рп=К,П, у.+К,П, у.+ +Кзпоп + КзПоП уо (5-а) н.к.п. у.= Луо, к,п у=дР;г 25 Кз уП 1= П иЛРП 30 поэтому выражение (5 а) п ри н имает вид ЛРп = ЛРо + ЛР + ЛР - + ДРо - (56)П П,35Путем несложных преобразований выражение (5 б) и решая его относительно Понаходим, -Ип+пп 1аМ.40 По определенным таким образом значениям По и П нго определяют процентное содержание паров воды по формуле (1), 45 Так же в процессе определения содержания паров воды можно установить наперед заданное значение Ро, изменением количества влажного исследуемого газа Пз, а значение Пь а следовательно и ЛР также 50 наперед известны, поэтому равенство (6)можно записать в виде Пп = а ЬРп - ) + Я, - Ь)2 - С 1. Р) 55 где а =- = сопз 1 Ь = ЛРо+ Л Р = сапамП р и м е р, Предварительно через капилляр 3 пропускали газы с удельным весомравным 0,804 кгс/нм и 1,293 кгс/нм, После чего через капилляр 2 пропускаливлажный газ (смесь паров воды и аргонапри ЬР = 69,6 кгс/м и Ь Ро = 28,6 кгс/мс параметрами, соответствующими параметрам газа известного способа. При этомПо=1410 нм /ч, ПН 20 - 310 нм /ч,ЬРв = 45,51 кгс/м, ЛРо = 32,07 кгс/м иЙ н 2 о = 17,65 о.Результаты значений ЬР представлены в таблице 1,Далее после выделения паров воды восушенный газ по линии 16 повторно вводили вначале газ с у = 0,804 кгс/нм, а затемпо линии 17 - газ с )1 =- 1,293 кгс/нм вколичестве, соответствующем таблице 1.Результаты значений Рп в результатедобавки в осушенный газ этих газов ивычисленных значений По и Я н 2 о длягаза с ) = 0,804 кгс/нм представлены в табзлице 2, а для газа с р = 1,293 кгс/нм - взтаблице 3.По предложенному способу время определения ЬРП и расчета значений К н 2 одлянаперед известных значений Пь ЬРо иЬ Р составляет не более 5 минут при трехиспытаниях (расходах добавочного газа).Таким образом, предлагаемый способопределения содержания влажности газовой среды, имея достаточную точность, обладает простотой определения, так как внем исключается операция определения состава сухого газа до ввода в него добавочного газа и после ввода этого газа и крометого, значительно сокращается время определения содержания влажности газовойсреды. Причем для определения в выражениях (6) и (7) знака перед радикалом в осушенный газ добавляют газы с различнымудельным весом и производят при этом вычисления,Если вычисленные значения Подля этихгазов близки (равны) между собой, в дальнейшем вычисления По производят при соответствующем знаке перед радикалом.Так, в примере при вводе осушенныйгаз повторно вводимого газа с и = 0,804кгс/нм при знаке (+) перед радикалом По =з=13,999 10 з нмз/час.При добавке в осушенный газ газа су 1 = 1,293 кгс/нм при знаке (+) передзрадикалом По = 13,999 10 нмз/час, а при знаке(-) По" 11,049 10 нм /час.Следовательно, все последующие вычисления следует проходить для газа с 5 у = 0,804 кгс/нм со знаком (-) передзоадиз калом, а для газа с у = 1,293 кгс/нм - со знаком (+) перед радикаом.Таким образом повторный ввод тарировочного газа в осушенный газ позволяет со кратить время и повысить достоверность определения.Формула изобретения 15 Способ определения влажности газовой среды по авт,св, М 842536, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сокращения времени определения и повышения его достоверности, дополнительно предваритель но производят тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и нахождением зависимости потерь давления от количества этого газа и после прекращения подачи через второй капилляр 25 газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды, в оставшийся осушенный газ повторно вводят заданное количество любого сухого тарировочного газа, а влажность В н 20 анализируемой среды опреде ляют из зависимости н 20 П + П 1 ООПН 2 ОПо + ПН 20 35 где П Н 20 - количество паров воды, определенное добавкой в осушенный газ газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды, нм /ч; 40 По - количество осушенного газа. По =Р нм /ч; П 1 - количество повторно вводимого тарировочного газа, нм /ч;ЬРо- потери давления осушенного газа на втором капилляре, кгс/м;ЬР - потери давления на втором капил ляре повто,тно вводимого тарировочного газа при его расходе, равном Пь кгс/м;ЬРп - потери давления на втором капилляре смеси осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/м .21777059 ЧУ."ЯЯI Я 77г 7:Б и =Б оставитель А.Кубасовехред М.Моргентал Корректор Н.Бучо дактор Юоизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аз 4118 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5