Сажевый пробоотборник

Сажевый пробоотборник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для отбора пробы частиц сажи из высокотемпературного потока продуктов сгорания углеводородных топлив теплоэнергетических установок, в частности для исследования процесса сажеобразования в камерах сгорания двигателей летательных аппаратов. Цель изобретения - повышение эффективности использования испытательных теплоэнергетических объектов, связанных с отбором и анализом сажевых проб, путем обеспечения непрерывного процесса их отбора и анализа. Сажевый пробоотборник состоит из охлаждаемого 1 и неохлаждаемого 2 корпусов. Полость между внешней 4 и внутренней 5 стенками образует магистраль охлаждения, полость между съемной трубкой 7 и внутренней стенкой 5 образует магистраль продувки инертным газом. Неохлаждаемый корпус 2 снабжен оптически прозрачной камерой с системой аналитического контроля пробы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 G 01 N 1/20

5.Е8 2

1ЩЫГЫ

Б БЛИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3онднруюишй

74 4 сдегподон поток

h/à контр ларо четр

Вход газа газа

9 !

О

11 Ослабленныи

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4428241/31-26 (22) 18.05.88 (46) 15.02.90. Бюл. У 6 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н.Х. Баширов, П.В. Горшенин, А.З. Байков, Л.А. Максимов и

P. С. Кашапов (53) 543. 053 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 11997, кл. С 01 N 1/20, 1984. (54) САЖЕВЫЙ ПРОБООТБОРНИК (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, предназначенным для отбора пробы частиц сажи из высокотемпературного потока продуктов сгорания углеводородных топлив теплоэнергетических установок, в частности для исследования

„„SU„„1543292 A ) процесса сажеобразования в камерах сгорания двигателей летательных аппаратов. 11ель пзобретения — повышение эффективности использования испытательных теплоэнергетических объектов, связанных с отбором и анализом сажевых проб, путем обеспечения непрерывного процесса их отбора и анализа. Сажевый пробоотборник состоит из охлаждаемого 1 и неохлаждаемого 2 корпусов. Полость между внешней

4 и внутренней 5 стенками образует магистраль охлаждения, полость между съемной трубкой 7 и внутренней стенкой 5 образует магистраль проДувки инертным газом. Неохлаждаемый корпус

2 снабжен оптически прозрачной камерой с системой аналитического контроля пробы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1543292

Анализ основывается на свойстве светового потока определенной длины 50 волны менять свою интенсивность при прохождении через дисперсную среду.

Спектральный коэффициент пропускания сре ды:

1л. л (1 ) 55 где I — интенсивность зондирующего

Л„ излучения;

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для отбора пробы частиц сажи из высокотемпера гурного потока продуктов сгорания углеводородных топлив теплоэнергетичес5 ких объектов, в частности для исследования процесса сажеобраэования в камерах сгорания двигателей летательных аппаратов. .10

Цель изобретения — повышение эффективности использования испытательНых теплоэнергетических объектов, @вязанных с отбором и анализом сажевых проб, путем обеспечения непрерыв- 15 ного процесса их отбора и анализа.

Оптическая прозрачная камера, которой снабжен сажевый пробоотборник, позволяет в отличие от известных и щ)именяемых кювет В KoTopbIx разме - 20 щается жидкость, производить анализ газовых потоков с высокой температурой и давлением, а также в отличие от прототипа с помощью, такого прогрессивного метода, как оптический 25 анализ дает возможность повысить эффективность использования испытательных теплоэнергетических объектов.

Ранее известные конструкции оптически прозрачных камер (кювет) для таких целей не применялись.

Наличие оптически прозрачной камеры в газоотводном тракте позволяет применить для анализа сажевых проб более прогрессивный оптический метод, 35 который дает возможность вести непрерывно процесс отбора и анализа саже-. вых проб из высокотемпературного потока, что исключает простои испытательных стендов, в целом сохраняет 40 число экспериментов с неудовлетворительными результатами, а следовательно, повышает эффективность использования испытательных теплоэнергетических объектов, связанных с отбором 45 и анализом сажевых проб путем совмешения во времени отбора проб и их анализа, I — интенсивность ослабленного

t л. излучения

Спектральное эффективное сечение ослабления:

Рн л л (2) где 1 — толщина запыленного сажей объема. вма с

, = -" ) „(D)f(D)D2dD, о (3) где f(D) — функция распределения частич по размерам.

Данное выражение справедливо в случае однократного рассеивания, щ>ичем определение f(D) по результатам измерения i>(6 ) состоит в обращении уравнения (3).

Массовая концентрация сажи в этом случае

Р= б У f(D)DsdD. о

Полость между съемной трубкой 7 и внутренней стенкой 5 образует магистраль продувки инертным газом.

Неохлаждаемый корпус 2 содержит магистраль обдува инертным газом отгтических окон 8, Охлаждаемый 1 и неохлаждаемый 2 корпуса соединены болтами, что дает (в случае необходимости) возможность провести демонтаж корпуса сажевого пробоотборника.

Оптически прозрачная камера состоит из оптических окон 8, выполненных, например, из сапфирового стекла, фторопластовых уплотнительных колец 9, гаек 10, дающих возможность подключения световодов, собранных в корпусе 11.

На фиг. 1 изображен сажевый пробоотборник, общий вид; на фиг. 2 — одна иэ возможных структурных схем системы аналитического контроля пробы.

Сажевый пробоотборник состоит из охлаждаемого 1 и неохлаждаемого 2 корпусов, уплотнение 3 между которыми выполнено из меди. Охлаждаемый корпус включает в себя внешнюю 4 и внутреннюю 5 стенки, выполненные из жаропрочного материала и одновременно являющиеся неохлаждаемым патрубком для подачи газа. Полость между внешней 4 и внутренней 5 стенками разделена промежуточной стенкой 6 и образует магистраль охлаждения корпуса 1.

1543292 элемент 15, который дает фототок, пропорциональный световому потоку.

Падение потенциала вдоль рабочего сопротивления фотоэлемента усиливается и демодулируется аналоговым усилителем

16. Для управления процессом демодуляции используется фототранзистор 17, который освещается источником 12 излучения через световод 18 и диск 13 модулятора. Далее сигнал попадается в цифровой вычислительный блок 19, а затем на цифровой монитор 20 либо на печатающее устройство 21, либо на самописец 22, либо на любую комбинацию этих приборов.

Для вычисления массовой концентрации р в цифровом вычислительном блоке 19 используется подпрограмма для решения одномерного уравнения .Фредгольма (и Вольтерры) 1 рода.

Формула изобретения

1. Сажевый пробоотборник, включающий охлаждаемый корпус с двойными стенками, газоотводной тракт, состоящий из съемной трубки, пробоотборного элемента, патрубка для подачи газа, и магистраль продувки инертным газом, соединенную с газоотводным трактом перед съемной трубкой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности использования испытательных теплоэнергетических объектов, связанных с отбором и анализом сажевых проб, путем обеспечения непрерывного процесса их отбора и анализа, пробоотборный элемент выполнен в виде оптически прозрачной камеры и снабжен системой аналитического контроля пробы.

2. Пробоотборник по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что система аналитического контроля пробы выполнена в виде источника излучения светового потока, модулятора с диском, монохроматора, мультищелочного фотоэлемента, соединенного с помощью.фототранзистора световодом через диск модулятора с источником излучения аналогового усилителя, цифрового вычислительного блока с выходами на цифровой монитор, печатающее устройство и самописец.

Исходящий от источника 12 излучения световой поток диском 13 модулятора преобразуется в переменный. свет определенной частоты и направляется (путем проекции источника излучения в плоскость входной щели монохроматора) в монохроматор 14. Вы- 50 деленный последним из спектра пучок лучей является зондирующим излучением, которое проходит через оптически прозрачную камеру сажевого пробоотборника и попадает на мультищелочной фотоСистема аналитического контроля пробы состоит иэ источника 12 излучения светового потока, диска 13 модулятора М, монохроматора 14, мультищелочного фотоэлемента 15, аналогового усилителя 16, соединенного с помощью фототранзистора 17 световодом 18 через диск 13 модулятора с источником 12 излучения, цифрового вычислительного блока 19 с выходами либо на цифровой монитор 20, либо .печатающее устройство 21, либо на самописец 22.

Сажевый пробоотборник работает следующим образом.

До начала процесса отбора продуктов сгорания, содержащих сажистые частицы, через магистраль продувки инертным газом между съемной трубкой 20

7 и внутренней стенкой 5 в исследуемую среду под небольшим избыточным давлением вытекает инертный газ. Это препятствует преждевременному попаданию частиц сажи в газоотводный 25 тракт, который при этом закрыт. Процесс отбора начинается с одновременного перекрытия магистрали продувки инертным газом, который при этом переключается на обдув оптических окон 30

8, и открытия газоотводного тракта.

:Продукты сгорания, пройдя через оптически,прозрачную камеру, которая просвечивается зондирующим излучением, направляются на приборы контроля параметров газа. В процессе отбора происходит непрерывньп оптический анализ газового потока. По окончании процесса отбора одновременно открывается магистраль продувки инертным 40 газом и перекрывается газоотводный тракт.

1 3

1543292

Составитель Г. Веселов

7ехред. M.Äèäûê

Редактор M. Петрова

Корректор H- Муска

Заказ 395 Тираж 496 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР

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

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