Способ определения влажности газовой среды

 

Изобретение относится к технической физике и позволяет сократить время определения и повысить его достоверность за счет повторного ввода тарировочного газа через второй капилляр. Способ определения влажности газовой среды, заключающийся в том. что предварительно производят тарировку двух последовательно соединенных капилляров, пропуская через них любой сухой газ и находят тарировочную зависимость потери давления газа на первом капилляре от таковых на втором капилляре, после чего анализируемую влажную среду пропускают через первый капилляр и фиксируют на нем значение потерь давления влажного Изобретение относится к области технической физики, конкретно может быть использовано для определения влажности газа. Цель изобретения - сокращение времени определения и повышения его достоверности . Поставленная цель достигается тем, что дополнительно предварительно производят 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 оставшийся бсушенный газ повторно вводят заданное количество любою 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. тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого газа и нахождением потерь давления от количества этого газа и после прекращения подачи через второй капилляр газа с удельным весом равным удельному весу паров воды в оставшимся осушенный газ повторно вводят заданное количество любого сухого тарировочного га|СЛ С vj v| vj О СП ю го

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 25/62, 25/ 6

t

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ1ЕЛЬСТВУ

V 4

О (61) 842536 (21) 4683390/26 (22) 25.04.89 (46) 23.11.92. Бюл, ¹ 43 (71) Институт черной металлургии (72) А.А.Ильницкий, В.И,Ковтун, С.В.Колесников, Б.А. Н ижегородов и В.А. Носков (56) Авторское свидетельство СССР № 842536, кл. G 01 N 25/56, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к технической физике и позволяет сократить время определения и повысить его достоверность за счет повторного ввода тарировочного газа через второй капилляр. Способ определения влажности газовой среды, заключающийся в том,. что предварительно производят тарировку двух последовательно соединенных капилляров, пропуская через них любой сухой газ и находят тарировочную зависимость потери давления газа на первом капилляре от таковых на втором капилляре, после чего анализируемую влажную среду пропускают через первый капилляр и фиксируют на нем значение потерь давления влажного

Изобретение относится к области технической физики, конкретно может быть использовано для определения влажности газа.

Цель изобретения — сокращение времени определения и повышения его достоверности.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно предварительно производят Ж 1777059 А2 газа, выделяют влагу конденсацией и поглощением, фиксируют значение потерь давления осушенного газа на втор м 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 оставшийся 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 капилляра пропусканием через него любого сухого газа и нахождением 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 газ повторно вводят заданное количество любого сухого тарировочного га1777059 эа. э влажность. анализируемой среды определяют по потерям давления íà втором капилляре осушенного газа и смеси осушенного и повторно вводимого тарировочного газов, а также по количеству тэрировочного газа исходя иэ зависимости Н20

Инго П +П "00 где П н20 — количество паров воды, определенное добавкой в осушенный газ газа с удельным весом равным удельному весу паров воды, нм /ч;

По — количество осушенного газа равное ю dp +ВРд Яу

1 ,нм /ч;

П вЂ” количество повторно вводимого тарировочного газа, нм /ч;

hP — потери давления осушенного газа на втором капилляре, кгс/м;

2, hPi — потери давления на втором капилляре повторно вводимого тарировочного газа при его количестве, равном П, кгс/м;

ЛРп — потери давления на втором капилляре смеси осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/м .

Способ 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 тарирооочной 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 удел ьньил 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 зависимости

Пнго

10 "н20 = Пн 0+ П, "ОО

На чертеже схематически представлен возможный 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 среды или, что тоже самое процентное содержание паров воды равно

ПН20

tl 20+ )1 где П н 0 — количество паров воды во влажэ ном газо, нм /ч;

П вЂ” количество осушенного газа во влажном газе, нм /ч.

В формуле (1) неизвестными являются

П Н20 и Clo, которые по предлагаемому спо50 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 ЛРг на капилляре 2 от тактовых ЬРз на капилляре т.е.:

hP2 - f(Ж з) или ЬРз = (ЛРг) (2) 1777059 yIIli + уоПо усм —— o+flo

hPz=- ЬР. (5) 15

ЛРз= hP, Или

ЛР, КзПо yo = .По с =4AP — AP; = ñoost

2. После чего анализируемую среду влажну}о 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. Qcтавшийся 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 н-; рушится тарировочная зависимость

21РЗ = т(AP2) или Р2 = (Рз) 4. После чего в осушенный газ по линии

16 через ротометр 13 добавляют газ с удельным весом у равным удельному весу паров воды унгг}, и в количестве, равном количеству сконденсированных паров воды ПН2О, так, чтобы на капилляре 3 получить значение ЛРз соответствующее Л Pz = Л Р, для условий тарировки при фиксированном значении ЬРz = hP>, И при этом определяют по ротометру 13 значение П нго.

Значение По определяют следующим образом.

5, Дополнительно производят тарировку капилляра 3, пропусканием через него любого сухого тарировочного газа по линии

77 через ротометр 73 и находят зависимость потерь давления от количества этого газа, т.е. AP; = 1(П ), 6. Затем после прекращения подачи через капилляр 3 газа с удельным весом равным удельному весу паров воды и в количестве равнс.-; количеству выделенных паров воды B оставшийся осушенный газ повторно вводят заданное количество П любого сухого тарировочного газа. При этом на капилляре 3 установится перепад давления APi.

Так как

AP. =- К.Ilo+ Ili) усм (3), 2 где Кз — коэффициент расхода для капилляра 3; усм — удельный вес смеси осушенного и повторно вводимого тарировочного газов равный

5 здесь уо и yi — соответственно удельный вес осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/нм .

Подставляя значение 7 выражение (3) будет иметь

ЛРп - Кэ(По+ П}) г,П}+ По

П +

=Кз(По+ П ) (yiIli+ УоПо) Р, = К,П,2 уо+ К.По у +

+КП П +КП П уо (5-а)

Н.К.Г4 у,= Ь ъ; К,П у =AР}, г

25 Кз у}П}= П и

APi

П

30 поэтому выражение (5а) п ри н имает вид

ЬРп = APo + APi + APi — + APo — (56)

Ili oIlо

Путем несложных преобразований выражение (5б) и решая его относительно По находим

Ж-hP +&1

М.

По определенным таким образом значениям Ilo 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 Il>, а значение Пь а следовательно и APi также

50 наперед известны, поэтому равенство (6) можно записать в виде

llo=a(ЬР— Ь+ ъЯ, p} с ), (7}

55 где а = = — = const

Ь = hPo+ Л Pi = const

1777059

Пример. Предварительно через капилляр 3 пропускали газы с удельным весом равным 0,804 кгс!нм и 1,293 кгс/нм, После чего через капилляр 2 пропускали влажный газ (смесь паров воды и аргона при ЛРs = 69,6 кгс/м и h Рp = 28,6 кгс/м с параметрами, соответствующими параметрам газа известного способа. При этом

По — 14 10 KM /ч П нго 3 10 HM /ч, ЛР = 45,51 кгс/м, ЛР = 32,07 кгс/м и

R нго = 17 65 А

Результаты значений ЛР представлены в таблице 1, Далее после выделения паров воды в осушенный газ по линии 16 повторно вводили вначале газ с у = 0,804 кгс/нм, а затем по линии 17 — газ с p =- 1,293 кгс/нм в количестве, соответствующем таблице 1.

Результаты значений Рп в результате добавки в осушенный газ этих газов и вычисленных значений По и R нго для газа с ) =0,804 кгс/нм представлены втабз лице 2, а для газа с р = 1,293 кгс/нм — в з таблице 3.

По предложенному способу время определения ЛРп и расчета значений R Hzoдля наперед известных значений Пь ЛРО и

h Pi составляет не более 5 минут при трех испытаниях (расходах добавочного газа).

Таким образом, предлагаемый способ определения содержания влажности газовой среды, имея достаточную точность, обладает простотой определения, так как в нем исключается операция определения состава сухого газа до ввода в него добавочного газа и после ввода этого газа и кроме того, значительно сокращается время определения содержания влажности газовой среды. Причем для определения в выражениях (6) и (7) знака перед радикалом в осушенный газ добавляют газы с различным удельным весом и производят при этом вычисления, Если вычисленные значения Подля этих газов близки (равны) между собой, в дальнейшем вычисления По производят при соответствующем знаке перед радикалом.

Так, в примере при вводе осушенный газ повторно вводимого газа с y = 0,804 кгс/нм при знаке (+) перед радикалом По = з

-з з

=17,77 10 нм /чэс, а при знаке (-) Hp =

=13,999 10з нм /час.

При добавке в осушенный газ газа с

1,293 кгс/нм при знаке (+) перед з радикалом 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 (-) перед оэдиз калом, а для газа с p = 1,293 кгс/нм — со знаком (+) перед радикаом.

Таким образом повторный ввод тарировочного газа в осушенный газ позволяет со10 кратить время и повысить достоверность определения.

Формула изобретения

15 Способ определения влажности газовой среды по авт.св. hh 842536, от л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения времени определения и повышения его достоверности, дополнительно предваритель20 но производят тарировку второго капилляра пропусканием через него любого сухого гаэа 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 R Hzo анализируемой среды опреде30 ляют из зависимости инго = П + П вЂ” 100

Пнго

По + ПН2о

35 где П Н2Π— количество пэров воды, определенное добавкой в осушенный газ газа с удельным весом, равным удельному весу паров воды, нм /ч;

40 По — количество осушенного газа. нм /ч;

П вЂ” количество повторно вводимого тарировочного газа, нм /ч;

hPp- потери давления осушенного газа на втором капилляре, кгс/м;

ЛР— потери давления на втором капил50 ляре повто,зно вводимого тарировочного газа при его расходе, равном Пь кгс/м;

ЬРП вЂ” потери давления на втором капилляре смеси осушенного газа и повторно вводимого тарировочного газа, кгс/м .

1777059

Таблица 1

15

Количество газа П 10 нм /ч у =0,804 кгсl нм

=1,293 кгс/нм

1,16

1,87

3,22

5,18

12.89

20,73

29,00

46,65

Таблица 2

Табл и ца 3

1777059

Тарцро(а кий газ

Редактор

Заказ 4118 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ч

tt

C) 4 /7 .-

Составитель А.Кубасов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Бучок