Способ поверки теплосчетчиков и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и позволяет повысить точность поверки теплосчетчиков с большим диаметром трубопроводов. Измеряют температуру поступающего tn и возвратного tB теплоносителя в замкнутом трубопроводе. Определяют время А т прохождения теплового фронта, образованного впрыском в трубопровод теплоносителя, перегретого по. отношению к теплоносителю, циркулирующему в трубопроводе, между двумя термопарами , установленными в нем на определенных расстояниях LI и L2 от зоны впрыска. Отсчет времени Дг начинают с момента, когда первая термопара покажет заданное значение ti и заканчивают в момент, когда вторая термопара покажет заданное значение t2. При этом - - . По измеренному t2 L2 интервалу времени Аг определяют скорость потока и с учетом нее - объемный расход G теплоносителя. Зная величины tn, te и G, рассчитывают расход тепловой энергии Q, который сравнивается с показанием поверяемого теплосчетчика. Устройство для поверки теплосчетчиков содержит замкнутый трубопровод 1, в котором размещены расходомер 5 и один из термометров 6 поверяемого теплосчетчика, и образцовый расходомер в виде поршневого привода 10 с выхлопным и всасывающим патрубками 2 и 13 и двух термопар 15, соединенных со счетчиком времени 17. 2 с.п. ф-лы. 1 ил. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 К 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4403631/10 (22) 19.02,88 (46) 23.12.91. Бюл. ¹ 47 (72) Г.С.Амброк, H.Þ.Êóçíåöoâà и В.И,Мишустин (53) 536,62(088.8) (56) Magdeburg Warmezahler used ihre

Prufung. РТ — Miteilungen, ¹ 5, 1969, стр.

347-354.

Патент Финляндии № 66491, кл. G 01 К 19/00, 1981. (54) СПОСОБ ПОВЕРКИ ТЕПЛОСЧЕТЧИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к теплофизическим измерениям и позволяет повысить точность поверки теплосчетчиков с большим диаметром трубопроводов. Измеряют температуру поступающего tn и возвратного ts теплоносителя в замкнутом трубопроводе.

Определяют время Лт прохождения теплового фронта, образованного впрыском в трубопровод теплоносителя, перегретого по. отношению к теплоносителю, циркулируИзобретение относится к теплофизическим измерениям и могут быть использованы для поверки теплосчетчиков.

Цель изобретения — повышение точности поверки теплосчетчиков с большим диаметром трубопроводов.

На чертеже представлено устройство для поверки теплосчетчиков, Устройство содержит трубопровод 1, представляющий собой замкнутый контур, снабженный насосом 2 для поддержания циркуляции теплоносителя, двумя выпря1яи„, Я3„„17ОО396 А1 ющему в трубопроводе, между двумя термопарами, установленными в нем на определенных расстояниях Lt и 2 от зоны впрыска.

Отсчет времени Лt начинают с момента, когда первая термопара покажет заданное значение t1 и заканчивают в MQMeHT когда вторая термопара покажет заданное зн чеt1 (.1 ние 12. При этом — = †. llo измеренному

tZ -2 интервалу времени Лт определяют скорость потока и с учетом нее — объемный расход

G теплоносителя, Зная величины tn ts и G, рассчитывают расход тепловой энергии Q, который сравнивается с показанием поверяемого теплосчетчика, Устройство для поверки теплосчетчиков содержит замкнутый трубопровод 1, в котором размещены расходомер 5 и один из термометров 6 поверяемого теплосчетчика, и образцовый расходомер в виде поршневого привода 10 с выхлопным и всасывающим патрубками 2 и 13 и двух термопар 15, сбединенных со Б счетчиком времени 17, 2 с.п. ф-лы. 1 ил, телями потока 3, расположенными в начале измерительных участков контура, и нагревателем 4. В один из измерительных участков установлены расходомер 5 и один из термометров 6, другой термометр 7 установлен в термостате 8, имитирующем температуру обратного теплоносителя. Сигналы от расходомера 5 и термометров 6 и 7 поступают в измерительно-вычислительный блок 9 поверяемого теплосчетчика. Устройство также снабжено расходомером образцового теплосчетчика, выполненным в виде поршнево1700396 го привода 10 с нагревателем 11, выхлопного и всасывающего патрубков 12 и 13, дифференциального манометра 14 для выравнивания скорости впрыска и скорости потока в трубопроводе (представляющем собой, например, U-образную стеклянную трубку заполненную ртутью), а также двух термопар 15, соединенных через соответствующие усилители 16 со счетчиком времени (таймером) 17. Выхлопной патрубок расположен вдоль оси трубопровода и заключен втеплоизолирующий кожух 18. Одно колено

U-образной трубки дифференциального манометра соединено с резервуаром с впрыскиваемой жидкостью, а другое колено — с патрубком 19, расположенным на оси трубопровода и предназначенным для забора жидкости, Величина давления поршня выбирается из условия равенства скоростей впрыска и потока теплоносителя, критери1 ем которого является равенство высот столбов ртути в обоих коленах, Термопары 15 находятся на фиксированных расстояниях

L1 и L2 от выхлопного патрубка так, что их рабочие спаи размещены на оси трубопровода. Расстояние L1 и L2 выбираются из условия минимума погрешности определения скорости потока и максимальной чувствительности термопар.

Поверка теплосчетчиков производится следующим образом.

С помощью термометров 6 и 7 измеряют температуру жидкости в трубопроводе 1 и термостате 8. Далее производится нагрев жидкости в цилиндре с поршнем 10 до температуры, превышающей температуру теплоносителя в трубопроводе не менее, чем на

20 С (оптимальный перегрев составляет

50 С), и первое впрыскивание перегретой жидкости, в результате которого выхлопной патрубок 12 нагревается до температуры перегрева, Через время, необходимое для прохождения тепловым импульсом расстояния L2, производится второе впрыскивание перегретой жидкости в осевую часть трубопровода. При прохождении теплового фронта через первую термопару 15 ее показания — t1 меняются со временем по экспоненциальному закону в соответствии с зависимостью

11=А (1 — е (ri — — )) —, (1)

° где А- коэффициент, определяемый начальной температурой впрыскивания жидкости и геометрическими размерами трубопровода;

Ь вЂ” постоянная времени, одинаковая для обеих термопар;

W(r) =Wo (1 — ) =%((1 — n — ), (4) где r — текущее значение радиуса;

R — радиус трубопровода;

n — коэффициент, зависящий от числа

Рейнольдса (и = 1/7-1/9), определяют объемный расход G жидкости

G = 2 zt f W(r) rdr. о (5) Затем по измеренным температурам в

40 трубопроводе 1 и термостате 8 и по значению расхода жидкости рассчитывают расход тепловой энергии Q

Q = Ср (1п — 1в) 2 ж f (1 — — )" rdr, 4 — L1 Я гл о (6) где Ср — теплоемкость теплоносителя; у- плотность теплоносителя;

tn — температура поступающего теплоносителя, t() — температура обратного теплоносителя, который сравнивается с показаниями поверяемого теплосчетчика в вычислительном блоке 9.

Формула изобретения

1. Способ поверки теплосчетчиков, включающий измерение температуры теплоносителя в трубопроводе и определение его расхода, вычисление по измеренным

Ч!с — средняя скорость теплоносителя.

По такой же зависимости меняется и температура t2 второй термопары, установ ленной на расстоянии 1 2. С помощью терв)1о5 пар 15 измеряют интервал времени Лх между их показаниями, соответствующими температурами 11 и t2. По достижении термоэлектродвижущей силой первой термопары 15 величины, соответсвующей заданной

10 температуре t1, производят включение счетчика времени 17. Выключение счетчика происходит по сигналу второй термопары 15, соответствующему температуре t2

С2=

t1 L1 (2)

По измеренному интервалу времени

At определяют скорость М(о потока по оси трубопровода

L2 — L1

20 Wo = (3)

Зная скорость и приняв для профиля скоростей W(r) в трубопроводе степенной закон

1 003Иб значениям количества тепловой энергии в единицу времени, переносимой теплоносителем, и его последующее сравнение с показаниями поверяемого теплосчетчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности поверки теплосчетчиков с большим диаметром трубопроводов, расход телоносителя определяют по скорости прохождения теплового фронта, образованного впрыском в центральную часть трубопровода теплоносителя, перегретого не менее чем на 20 С по сравнению с теплоносителем в трубопроводе, между двумя установленными в нем термопарами, при этом моменты t> и tz начала и конца прохождения тепловым фронтом расстояния между термопарами определяют в зависимости от температур ц и tz теплового фронта у соответствующих термопар, определяемых по формулам

t1 L1 т2 = где Ь вЂ” постоянная времени(показательтепловой инерции), одинаковая для обеих термопар;

L1, L2 — расстояние от зоны впрыска до термопар;

NIc — средняя скорость теплоносителя;

А — коэффициент, определяемый начальной температурой впрыскиваемой жидкости и геометрическими размерами . трубопровода, а тепловую энергию в единицу времени вычисляют по следующей формуле

Q = Ср y(tn — тв) 2 x y (1 — — R) rdr, Ь -1 г п

0 где Cp — теплоемкость теплоносителя; у- плотность теплоносителя;

tn — температура поступающего теплоносителя, 5 т — температура обратного теплоносителя;

Л г — время прохождения тепловым фронтом расстояния между термс, арами;

R — радиус трубопровода;

10 и — коэффициент, зависящий от числа

Рейнольдса;

r — текущее значение радиуса, 2.,Устройство для поверки теплосчетчи15 ков, содержащее замкнутый трубопровод с насосом для циркуляции теплоносителя, нагреватель поступающего теплоносителя, расходомер поверяемого теплосчетчика, два термометра, подключенные к измери20 тельно-вычислительному блоку, один из которых установлен в трубопроводе, а другой— в регулируемом термостате, имитирующем температуру обратного теплоносителя, и расходомер образцового теплосчетчика, о т25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности поверки теплосчетчиков с большим диаметром трубопроводов, в него введены два усилителя и счетчик времени, а расходомер образцового теплосчетчика

30 выполнен в виде поршневого привода с нагревателем, выхлопным патрубком, размещенным на оси трубопровода, всасывающим патрубком и дифференциальным манометром и двух термопар, установлен35 ных в трубопроводе на фиксированных расстояниях от выхлопного патрубка, каждая из которых через соответствующий усилитель соединена со счетчиком времени.