Способ измерения расхода порошкообразной среды

 

Использование: в приборостроении и может быть использовано в энергетической промышленности. Сущность изобретения: уравновешивают встречным потоком газа от источника избыточного давления поток порошкообразной среды в двух напорных насадках с различными параметрами и по перепаду давления между полостями с газом в насадках определяют расход. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в энергетической и других отраслях промышленности.

Известен способ измерения расхода порошкообразной среды, заключающийся в формировании в контролируемой среде акустических колебаний и определении по измерению частоты акустических колебаний скорости перемещения порошкообразной среды, а по изменению амплитуды количества материала [I] Недостатком способа является низкая точность измерений, обусловленная неоднозначной связью изменения частоты и амплитуды акустических колебаний соответственно со скоростью перемещения и количеством материала.

Ближайшим аналогом изобретения является способ измерения расхода порошкообразной среды, заключающийся в уравновешивании порошкообразной среды встречным потоком газа от источника стабилизированного избыточного давления в полости напорной насадки, введенной встречно в поток контролируемой порошкообразной среды и определении расхода последней по уровню ее поступления в напорную насадку [2] Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности измерений.

Это достигается тем, что в способе измерения расхода порошкообразной среды, заключающемся в уравновешивании порошкообразной среды встречным потоком газа от источника избыточного давления в полости напорной насадки, введенной встречно в поток контролируемой порошкообразной среды и определении расхода по параметрам среды в напорной насадке, одновременно производят уравновешивание порошкообразной среды тем же встречным потоком газа в полости второй напорной насадки с отличающимися от первой геометрическими размерами, введенной встречно в поток контролируемой среды, а при определении потока порошкообразной среды определяют перепад давлений между полостями с газом в двух напорных насадках.

Способ изменения расхода порошкообразной среды реализуется устройством, изображенным на чертеже.

Устройство содержит напорные насадки 1,2, нижние полости которых 3, 4, сообщены с измерителем перепада давления 5 и источником избыточного давления (не показан). Напорные насадки выполнены в едином корпусе и введены встречно через стенку трубы 6 в поток порошкообразной среды.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Источник избыточного давления газа (воздуха) формирует потоки газа в насадках 1,2. Причем условием работы устройства является подбор величины начального расхода газа, определяющий поступление в верхние части насадок 1,2, порошкообразной среды.

С увеличением контролируемого расхода количество поступаемой порошкообразной среды в насадки 1,2 увеличивается, а с уменьшением - соответственно уменьшается. При соблюдении равенства сил, действующих на частицы порошкообразной среды, упрощенные уравнения для насадок 1,2 имеют вид: где m₁ и m₂ массы частиц соответственно в насадках 1,2; ρ_тв, V_тв соответственно плотность и скорость частиц; ΔP₁, ΔP₂ перепад давлений на частицах соответственно в насадках 1,2; f₁, f₂ суммарное эффективное сечение частиц в насадках 1,2; ϕ₁, ϕ₂ коэффициенты сопротивления на частицах в насадках 1,2;
V₁, V₂ скорости газа в насадках 1,2.

После вычитания и преобразования уравнений получим соотношение, из которого следует, что разность масс порошкообразной среды во внутренних полостях насадок пропорциональна перепаду давлений между полостями с газом и двух напорных насадках.

где
Δm_1,2 разность масс порошкообразной среды во внутренних полостях насадок;
ΔP перепад давлений между полостями с газом в двух напорных насадках;
разность скоростей газа в насадках;
P₀ давление в контролируемой среде;
ϕ коэффициент сопротивления на частицах в насадках.

Иначе говоря, с увеличением расхода увеличивается масса частиц в каждой из насадок, но, так как геометрические размеры насадок 1,2 отличаются, степень поступления (масса) порошка в насадку также отличается для каждой насадки. При расходе воздуха (газа), поступающего от одного источника избыточного давления, скорости воздуха в каждой из насадок будут отличаться (так как гидравлические сопротивления столба порошка в двух насадках отличаются).

Измерением перепада давления между полостями насадок получают информацию о массе порошка в насадке, т.е. о массовом расходе. Кроме того, измерение перепада давления упрощает конструкцию устройства, реализующего способ и повышает его надежность, так как исключает возможность контакта измерительных элементов с контролируемой средой.

Формула изобретения

Способ измерения расхода порошкообразной среды, включающий уравновешивание порошкообразной среды встречным потоком газа от источника избыточного давления в полости первой напорной насадки, введенной встречно в поток контролируемой среды, и определение расхода по параметрам среды в напорной насадке, отличающийся тем, что одновременно производят уравновешивание порошкообразной среды тем же встречным потоком газа в полости второй напорной насадки с отличающимися от первой параметрами, введенной встречно в поток контролируемой среды, а при определении расхода определяют перепад давления между полостями с газом в двух напорных насадках.

РИСУНКИ

Рисунок 1