Устройство для измерения кинематической вязкости жидкостей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ XHflkOCTEfi, ,. содержащее ламйнарно-турбулентный гидоавлический мост, в выходной диаЧ гонали которого включен нуль-индикатор , генератор переменного расхода, изме ряемой жидкости, соединенный с нуль-индикатором через блок управления , и измеритель частоты, подключен ный к нуль-индикатору и блоку управления , отличают ееся тем, что, с целью повышения точности измерений , последовательно с турбулед1тными дросселями установлены дополнительные ламинарные дроссели, причем отношения длины к плошади поперечного сечения у основных и дополнительных ламинарных дросселей равны, а диаметр дополнительного ламинарного Дросселя больше диаметра основного. « V . 0П со О

COOS СОВЕТСКИХ

ONNM

РЕСПУБЛИК

OQ (И) gt59 G 01 и 11 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I

1(21) 3378033/18 2 (22) 0,4. 01. 82 (46) 15.05. 83. Вюл. Э 18 (72) A. П. Яцук, В.В.,Цревецкий и A.Ñ.Ãîðåéêî (71) Украинский институт инженеров водного хозяйства (53) 532.137(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 641332, кл. G 01 И 11/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 805120 кл. G 01 М 11/08, 1979 (прототий). (54)(57) устРОиство для изиеРения киниитичкской вязкости жидкостей, содержащее ламинарно-турбулентный гищ>авлический мост, в выходной диа-1 гонали которого включен нуль-индикатор, генератор переменного расхода измеряемэй жидкости, соединенный с. нуль-индикатором, через блок управления, и измеритель частоты, подключен ный к нуль-индикатору и блоку управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, последовательно с турбулентными дросселями установлены дополнительные ламинарные дроссели, причем отношения длины к площади поперечного сечения у основных и дополнительных ламинарных дросселей равны, а диаметр дополнительного ламинарного дросселя больше диаметра основного.

Ф

1017970

Изобретение относится к вискоэи- ° метрии и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известно устройство, содержащее ламинарные и турбулентные дроссели, 5 которые при помощи входной, выходной и междроссельных камер соединены в схему гидравлического моста, дифманометрический нуль-индикатор в выходной диагонали моста,. побудитель рас- 10 хода, .включенный перед входной камерой, автоматическую следящую систему с регулятором, преобразователь расхода среды, с помощью которого можно . определить кинематическую вязкость (1/15

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения кинематической вязкости жидкостей, так как суммарная погрешность устройСтва .включает в себя погрешность asтоматической следящей систениа и погрешность преобразователя расхода среды.;

Известно устройство для измерения кинеиатической вязкости жидкостей, содержащее ламинарные и турбулентные дросселн, включенные в схему гидравлического моста, в выходной диагонали которого включен нуль-индикатор.

Устройство содержит также генератор переменного расхода, блок управления и. измеритель частоты, причем генератор переменного расхода соединен с нуль-индикатором через блок управления, а измеритель частоты подключен к нуль-индикатору и блоку управления р>З5

Недостатком известно1о устройства явЛяется невысокая точность. Это объясняется тем, что при изменении расхода во времени общий перепад давления на ламинарном дросселе, кроме по-40 леэной составляющей, вызванной силами вязкостного трения, имеет составляющую, вызванную инерцией массы жидкости, заполняющей ламинарный дроссель.

В результате Функция преобразования 45 устройства становится нелинейной и неоднозначной, что снижает точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерений.кинематической вязкости жидкостей.

Поставленная цель дос"игается . тем, что в устройстве, содержащем ламинарно-турбулентный гидравлический мост, в выходной диагонали которого включен нуль-индикатор, генератор переменного расхода измеряемой, .жидкости, соединенный с нуль-индикатором через блок управления, и измеритель частоты, подключенный к нульиндикатору и блоку управления, последовательно с турбулентными дроссе. лями установлены дополнительные ламинарные.дроссели, причем отношения длины к площади поперечного сечения у основных и дополнительных ламинар 65 ных дросселей равны, а диаметр дополнительного ламинарного дросселя больше диаметра основного.

Иа чертеже представлена схема предлагаемого устройства. устройство содержит основные лами-. нарные 1 и 2, турбулентные 3 и 4 и дополнительные ламинарные 5 и б дроссели, генератор 7 переменного расхода, НУЛЬ-индикатор 8, блок управления 9 и измеритель частоты 10.

Устройство работает следующим образом.

Расход жидкости через гидравлический мост, образованный. основными ламииарными 1 и 2, турбулентными 3 и 4 и дополнительными ламинарными 5 и 6 дросселями, с помощью генератора 7 переменного расхода непрерывно увеличивается от нулевого значения с постоянной скоростью. В некоторый мо- мент времени увеличение расхода приводят к уравновешиванию мостовой схемы. При этом срабатывает нуль-индикатор 8 и подает сигнал в блок управления 9 и измеритель частоты 10. С помощью блока управления генератор переменного расхода возвращается в исходное состояние и начинается новый цикл. Частота срабатывания нульиндикатора> контролируемая измерителем частоты, пропорциональна кинематической вязкости.

Прн. изменении расхода перепад давления иа ламинарном дросселе имеет две составляющие. Одна иэ них дРВ, вызванная силами вяэкостного трения, выписывается уравнением

1йе Ф„

hp8=&3," Q(t) (1 .п где 3.л. - длина;

Йд — диаметр ламинарного дросселя ) — динамическая вязкость протекающей жидкости;

Q(t) - объемный расход.

Вторая составляющая дри, вызванная силами инерции, описывается уравнением (2)

ЛЗ. где р — плотность жидкости

8Q(t) скорость изменения расхода.

Перепад давления на турбулентном дросселе определяется выражением др= рЯ (+), 3 сУ d7 где pL — коэффициент расхода;

3 - диаметр турбулентного дросселя.

В известном устройстве при отсутствии дополнительных дроссслей ус1017970

Ч= (Ы . ьы a

Составитель .В. Филатова

Редактор N. Петрова Техред И.Гайду Корректор Л° . ЯзЯтко

Заказ 3527/40 Тираж 873 Подписное

I ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская - наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 ловие равновесия мостовой схемы име- ет вид с18 л !. pg (Ц, (ь) а, 3 2 Я,Р4

Откуда значение кииематической вязкости, определяется уравнением вида у4 ) 2 дй(С)

4= " 99(tl . (y> ль тЫ д+ Е . зъ аЮ

Т Л

Наличие второго члена в правой части уравнения (4 ) приводит к нелинейности и неоднозначности функции преобразования, что снижает точность измерения °

При введении дополнительных дрос;селей согласно предлагаемому техническому решению условие равновесия: принимает вид

4Й уц(ц рд4 +@ za Р а< Ы2 + исаа„4В <ц . + . p8(+1+ p — (5!

ЯЗ+ kid . 8+

* где индекс "с." относится к парамет рам дополнительного дросселя. При равенстве отношения длины к площади поперечного .сечения у основных .и дополнительных дросселей составляющие перепада давления, вызванные силами . инерция (последние члены в Левой и правой частях уравнения (5Ц, взаимно . компенсируются и значение кинематической вязкости V определяется уравнением вида

Как видно иэ (б), в предложенном устройстве промежуток времени от начала цикла до момента уравновешивания линейно и однозначно зависит от кинематической вязкости, что и обеспечивает повьпаение точности измерений.

Предлагаемое устройство благодаря введению в его мостовую схему дополнительных ламинарных дросселей позво20 ляет повысить точность определения кинематической вязкости.

Применение устройства, например, в системах автоматического кон роля процесса разгонкн нефти позволяет увеличить отбор целевого продукта, а применение в системах автоматизации процесса подготовки жидких топлив ic .сжиганию позволяет оптимизировать процесс сжигания и гем саум уменьЗО .шить потери от недожога топлива, уве- личить КПД теплоагрегатов.