Способ определения расхода микродроссельных устройств

Способ определения расхода микродроссельных устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл G 01F 9/00 (22) Заявлено 27.05.74 (21) 2033342/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01,76. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 27.12.76

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изааретений и открытий (53) УДК 621-525(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Гуляев, С, И. Ефимов, А. П. Меркулов, Н. Н. Огородников, А. П. Толстоногов и В. T. Шестаков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА

МИКРОДРОССЕЛЪНЫХ УСТРОЙСТВ

Изобретение относится к области определения параметров дроссельиых устройств, применяющихся в системах пневмоавтоматики, системах управления промышленными и транспортными энергоустановками, летательными аппаратами, а также в вычислительной технике и устройства.;, основанных на использовании пневмоники, где важное значение имеет определение коэффициента расхода микросопел, капиллярных каналов и других элементов систем, и может быть применено для определения этой характеристики вышеуказанных элементов, когда рабочим телом является газ ил и смесь газов.

В настоящее время известен способ определения коэффициента, основанный на измерении давления струи рабочего тела, истекающей из емкости через испытуемое микродроссельное устройство, при этом формируют рабочее тело последовательно через специально градуированное сужающее (дроссельное) расходомерное устройство-эталон: диафрагма, мерное соп Io, шайба, заслонка, труба Вентури, и через испытуемое микродроссельное устройство (МДУ). Измеряют перепады давлений на эталоне и на испытуемом МДУ, по которым определяют отношение эффективных площадей дросселей, сравнивают с отношснисм их геометрических площадей, после чего

2 по расчетной формуле вычисляют искомый коэффициент расхода.

К недостаткам этого способа следуст отнести необходимость сравнения параметров

МДУ с параметрами эталонного устройства, а также установление и поддержание стационарного режима течения рабочего тела, соответствующего условиям, B которых данный эталон позволяет получить высокую точность.

Эталонные дроссельные устройства на малые расходы рабочего тела промышленностью не выпускаются. Они требуют индивидуального изготовления и индивидуальной градуировки в метрологических Организациях; отсюда высокая их стоимость.

Целью изобретения является повышение точности определения коэффициента расхода в области надкритических перепадов давлений.

Эта цель достигается тем, что через равные промежутки времени измеряют температуру раоочего тела в емкости прп нестацпопарном истечении рабочего тела и скорость падения давления в струе и по измеренным величинам определяют коэффициент расхода микродроссельного устройства.

На чертеже приведен совмещенный график зависимости логарифма абсолютного давления (lgP„. ) и температуры (Т) рабочего тела

3О во времени прп опоражнивании резервуара, 499496

35

2,303 V

3 где 1 — период истечения с понижением температуры рабочего тела в резервуаре; 2 — период со стабилизированной температурой, а ф, — экспериментальные точки.

Способ осуществляется следующим образом.

Заполняют резервуар с присоединенным к нему испытуемым микродросселем (например, с площадью проходного сечения до 5 мм ), рабочим телом. Используют нестационарное истечение рабочего тела при надкритическом перепаде давлений из резервуара постоянной емкости, например 80 — 200 л с начальным давлением 10 — 20 кг/см, через испытуемое

МДУ. В процессе истечения через равные промежутки времени замеряют давление и температуру рабочего тела в резервуаре и строят график зависимости логарифма давления во времени. По тангенсу угла наклона «m» линейной части графика (т — «темп падения давления») к оси времени и измеренной температуре в резервуаре, используя в преобразованном виде известную теоретичскую зависимость времени опоражнивания резервуара постоянной емкости через отверстие постоянного сечения

2,303 V 1 1 Ро ! г >!>п>а>: F УPoVa Pi вычисляют искомую величину коэффициента расхода.

Заменяя по уравнению состояния Р,М,=

RT, и решая уравнение (1) относительно 1дР,, ползучим

Выражение в квадратных скобках правой части уравнения (2) есть комбинация постоянных величин — пг, при условии постоянства Т.

Для определения коэффициента расхода

МДУ используют период истечения со стабилизированной температурой.

При измерении температуры не требуется высокой точности, т. к. ошибка в измерении

Т, + 3 К вызывает погрешность в определении коэффициента расхода + 0,50/о.

Итак, при Т=const> — ф Я Т = const .

14max Р

2,303 V (3)

С учетом выражения (3), выражение (2) запишется в виде

1gP. = — пг т+const. (4)

Из (4) следует, что зависимость логарифма абсолютного давления в резервуаре от времени выражается законом прямой линии в координатаъ 1gP, — т, где величина т имеет смысл тапгенса угла наклона прямой к оси т

1рр=т. (5)

Величина m определяется по значениям параметров двух точек А и В, лежащих на осредняюгцей прямой

0sFi) А — (1 Р;) в (1 г в — +A сек

Зная величину т, из выражения (3) определяют коэффициент расхода МДУ вЂ” 1г.

2,303 V 1

p=m

F >>>п>ах 1 RT

Здесь:

p — коэффициент расхода микродроссельного устройства; m — темп падения давления в резервуаре в полулогарифмических координатах, сек — ; V — объем резервуара, м, F — площадь минимального поперечного сечения МДУ, м, R — газовая постоянная, кгм/кг К; Т вЂ” температура рабочего тела в резервуаре в процессе истечения, К; g, I

2 1 >+! PgK — постоянная величина в формуле расхода при надкритических перепадах давлений, м - сек — ; К = Р— показатель с„ адиабаты идеального газа; д =9,80625 — ускорение силы тяжести, м/сек .

Формула изобретения

Способ определения расхода микродроссельных устройств, основанный на измерении давления струи рабочего тела, истекающей из емкости через испытуемое микродроссельное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в области надкритических перепадов давлений, через равные промежутки времени измеряют температуру рабочего тела в емкости при нестационарном истечении рабочего тела и скорость падения давления в струе и по измеренным величинам определяют коэффициент расхода микродроссельного устройства.

499496

lgP, Ъ,7

Составитель О. Гудкова

Техред E. Митрофанова

Редактор Б. Нанкина

Корректор E. Хмелева

МОТ, Загорский филиал

Заказ 3732 Изд. № 1053 Тираж 863 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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