Способ определения процентного соотношения жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке
Владельцы патента RU 2622242:
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке способов и устройств для определения процентного содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке. Способ определения процентного соотношения жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке заключается в выделении из потока жидкой и газообразной фаз с последующим определением их процентного содержания в потоке. Для разделения жидкой и газообразной фаз поток закручивают в центробежном криогенном сепараторе, содержащем корпус, патрубок подачи газожидкостного потока, расположенный в верхней части корпуса тангенциально по отношению к корпусу, отбойники жидкости, выполненные в виде вертикально расположенных конусов, входящих один в другой, причем упомянутые конусы выполняют с различным проходным сечением, уменьшающимся по высоте корпуса от верхней его части к нижней, патрубки отвода жидкой и газообразной фаз, полости которых соединены с полостью корпуса и манометрами, указывающими давление в жидкой и газообразной фазах соответственно. После чего отделяют и собирают жидкую и газообразную фазы потока, причем жидкую фазу собирают в нижней части корпуса в течение определенного времени, задаваемого для каждого типа жидкости. По показаниям манометров определяют давление жидкой и газообразной фаз, после чего по разности показаний давлений манометров определяют процентное соотношение жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке. Технический результат – упрощение способа определения содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке. 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке способов и устройств для определения процентного содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.
Известен способ определения параметров потока многофазной смеси, по меньшей мере, двух компонентов: жидкости и газа, заключающийся в том, что в измерительный гидроканал помещают датчики, имеющие различные зависимости своих показаний одновременно от по меньшей мере расходов компонентов потока, осуществляют калибровку при различных комбинациях параметров потока, по полученным при эксплуатации показаниям датчиков с использованием калибровочных зависимостей определяют параметры потока многофазной смеси, при этом для получения зависимостей показаний датчиков от измеряемых параметров потока во время калибровки производят запись показаний датчиков при различных комбинациях расходов жидкости и газа и осуществляют последовательную интерполяцию (патент РФ №2386932, заявка №2007147504/28, 24.12.2007, МПК: G01F 1/74 - прототип).
Указанный способ реализуется следующим образом.
В измерительный гидроканал помещают датчики, имеющие различные зависимости показаний одновременно от по меньшей мере расходов компонентов потока. Для получения зависимостей показаний датчиков от измеряемых параметров потока во время калибровки производят запись показаний датчиков при различных комбинациях расходов жидкости и газа и осуществляют последовательную интерполяцию. По показаниям датчиков, полученным при эксплуатации, с использованием калибровочных зависимостей определяют параметры потока многофазной смеси. Для определения расходов двух взаимно нерастворимых жидкостей и газа потока трехкомпонентной смеси используют три датчика, зависимость показаний которых от расходов жидкостей и газа разная. Для определения расходов двух взаимно нерастворимых жидкостей, расхода газа и вязкости потока трехкомпонентной смеси используют четыре датчика, зависимость показаний которых от расходов жидкостей, газа и вязкости разная. В частном случае однотипные датчики располагают в последовательно соединенных отрезках измерительного гидроканала разного диаметра.
Основными недостатками являются повышенная сложность измерений и значительное количество датчиков, требуемых для измерений.
Задачей изобретения является упрощение способа определения процентного содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе определения процентного соотношения жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке, заключающемся в выделении из потока жидкой и газообразной фаз с последующим определением их процентного содержания в потоке, согласно изобретению для разделения жидкой и газообразной фаз упомянутый поток закручивают в центробежном криогенном сепараторе, содержащем корпус, патрубок подачи газожидкостного потока, расположенный в верхней части корпуса тангенциально по отношению к корпусу, отбойники жидкости, выполненные в виде вертикально расположенных конусов, входящих один в другой, причем упомянутые конусы выполняют с различным проходным сечением, уменьшающимся по высоте корпуса от верхней его части к нижней, патрубки отвода жидкой и газообразной фаз, полости которых соединены с полостью корпуса и манометрами, указывающими давление в жидкой и газообразной фазах соответственно, после чего отделяют и собирают жидкую и газообразную фазы потока, причем жидкую фазу собирают в нижней части корпуса в течение определенного времени, задаваемого для каждого типа жидкости, затем, по показаниям манометров, определяют давление жидкой и газообразной фаз, после чего по разности показаний давлений манометров определяют процентное соотношение жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для определения процентного соотношения жидкой фазы в криогенном потоке, на фиг. 2 - продольный разрез корпуса устройства для сепарации.
Предложенный способ может быть реализован при помощи устройства, имеющего следующую конструкцию.
Устройство содержит корпус 1, снабженный входным 2 и выходным 3 патрубками. В верхней и нижней частях корпуса 1 установлены манометры 4. Внутри корпуса 1 расположены сужающие книзу конусы 5 с различными проходными сечениями. Направляющая для потока газовой фазы 6 расположена внутри корпуса 1, под конусами 5. Датчик наличия жидкой фазы 7 расположен в нижней части корпуса 1.
Предложенный способ может быть реализован при помощи указанного устройства следующим образом.
Криогенный газожидкостный поток подается внутрь корпуса 1 через входной патрубок 2, установленный тангенциально. Внутри корпуса 1 происходит закручивание потока, при этом под действием центробежной силы капли жидкости отбрасываются на внутреннюю поверхность корпуса 1. Затем жидкая фаза потока стекает под действием силы тяжести и центробежной силы по стенкам корпуса к конусам 5, где происходят укрупнение капель жидкости и дальнейшее стекание в нижнюю часть цилиндра, в которой расположен датчик наличия жидкой фазы 7.
При накоплении достаточного количества жидкой фазы замыкается контакт на пускателе клапана, открывая поток жидкой фазы из цилиндра к манометру 2, расположенному в нижней части корпуса.
Процентное соотношение жидкой фазы определяется с помощью показаний манометров 4, расположенных в верхней и нижней частях корпуса 1, за счет разности в показаниях давлений в газовой и жидкой фазах.
Газовая фаза потока, после разделения, поступает через внутреннее пространство к направляющей потока газовой фазы 6 на выход через патрубок 3.
Использование предложенного технического решения позволит создать способ и устройство для определения процентного содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.
Способ определения процентного соотношения жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке, заключающийся в выделении из потока жидкой и газообразной фаз с последующим определением их процентного содержания в потоке, характеризующийся тем, что для разделения жидкой и газообразной фаз упомянутый поток закручивают в центробежном криогенном сепараторе, содержащем корпус, патрубок подачи газожидкостного потока, расположенный в верхней части корпуса тангенциально по отношению к корпусу, отбойники жидкости, выполненные в виде вертикально расположенных конусов, входящих один в другой, причем упомянутые конусы выполняют с различным проходным сечением, уменьшающимся по высоте корпуса от верхней его части к нижней, патрубки отвода жидкой и газообразной фаз, полости которых соединены с полостью корпуса и манометрами, указывающими давление в жидкой и газообразной фазах соответственно, после чего отделяют и собирают жидкую и газообразную фазы потока, причем жидкую фазу собирают в нижней части корпуса в течение определенного времени, задаваемого для каждого типа жидкости, затем, по показаниям манометров, определяют давление жидкой и газообразной фаз, после чего, по разности показаний давлений манометров, определяют процентное соотношение жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.
