Способ определения концентрации свободного газа в жидкости

Способ определения концентрации свободного газа в жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 584243

j

| — - У (51) М. Кл. 01 N 2Е/00 (61) цополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заявлено30.05.75 (21) 2141043/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15,12,77.Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 25,03.78

Гооударстаеиив|й комитет

Совета Миииетров СССР оо делам изобретеиий и открытий (53) УДК 534.8.081. (088.8) (72) Авторы изобретения

A. H. Бутенко, А. Е. Потапенко, Ю. Г. Потехин и E. С. Чистяков

Харьковский авиационный институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ KOHUEHTPALINM

СВОБОДНОГО ГАЗА В ЖИДКОСТИ

Изоэретение этнэсится к области кэнгрэльнэ-измерительной техники и может эыть использовано для контроля малых концентраций свободного газа в жидкости.

Концентрация свэбоднэгэ газа в жидкэс5 ти является важным параметром, который наряду с другими параметрами существенным образом определяет физико-химические свойст ва жидкости. Например, кавитационные явления в различных гидрэдинамических системах в значительной степени зависят or кэнценграции пузырьков газа, кэгэрые представляют из себя ядра кавигации. Свэбодный газ существенно определяет затухание и реверберацию звукового сигнала, чгэ эгражаегся на работе гидролокаторов, Известны акустические способы измерения кэнцентрвции свэооднэгэ газа в жидкости, эснованные на испэльзовании зависимости и скорости звука or концентрации газа tlat. pO

По этому спэсэбу пэ времени пробега звуковыми колебаниями измерительной базы последовательно измеряют скорость звука С> в исследуемой жидкэсги и скэрости звука Со в специальнэ пригэгавливаемэй) д прээе жидкости (например, путем эбезгвживания), не сэдержашей пузырьков, газа. К онценграция свэбэдногэ газа находится пэ .тарирс вочнэй кривой, пэстрэенной с испэльзованием известных аналитических соотношений.

Однако такой способ измерения обладает сушественными недостатками.

Во-первых, прэцесс эбезгаживания жидкости — трудоемкая операция. Его нужно прэизводить в темпе с изменением концентрации и с сохранением прочих параметров среды, влияюших нв скорость звука (температура, соленэсгь, давление), такими, какими эни были дэ процесса обезгаживания, r.å, в исследуемой жидкости. Поскэльку сохранить ,эти параметры неизменными довольно трудио, неизбежно возникают дополнительные погрешнэсги измерения, особенно при измерении малых концентраций, которые снижают чувствительность метода.

Вэ-вторых, вследствие малой оперативности возможности испэльзэввния такого спосооа измерения весьма ограничены. Он больше подходит для измерений е лабораторных условиях, нежели для эпервтивнэь1

N где — кэнценграция свободного газа

g$ — время запаздывания низкочастотного сигнала относительно выс экочасгогного, — время пробега звуковой волны низкой

И частоты; А — константа, зависящая or рода го контроля в натурных услэвиях и уста. новках.

Наиболее близким к изобретению пэ технической сущности является спэсоб из мерения твердого компонента в пульпе путем одновременного прэзвучивания исследуем эй среды акустическими колебаниями на двух

4асготах и определения концентрации по сравнению выходных напряжений с ультразвуковых приемников f2). Этот способ упр эшае т процесс и змере ния, í о при этом не учитываются особенности распространения колебаний в среде, особенно влияние размерэв пузырьков в жидкости.

Белью изобретения является повышение точности и упрощение процесса измерений.

Это достигается тем, что при осуществлении предлагаемэго спосэба прозвучива:ние производят на частэтах ниже н выше резонансных частот пузырьков своэоднэгo 20 газа в жидк ос ги, измеряют время пр эбега фиксированного расстояния акустических колебаний на этих частотах и пэ формуле Ф

N Ьг, 25

H где (; — концентрация свэбоднэгэ газа, Ь 6Н вЂ” время запаздывания низкочасгэгнэго сигнала относительно высэкочасгэтнэгэ, — время прооега звуковой волны низ- 30

Н кой частоты, А — константа зависящая or рода жидкэсти, определяют кэнценграцию свободного газа в жидкости.

При осуществлении спэсэба все измерения проводятся непосредственно в исследуемэй 35 жидкости, r.е. с сохранением неизменными ее физических параметров газосодержания температуры, соленэсги, давления. Для определения C >,концентрации свобэднэго газа в жидкэсги измерения прэводятся на I

2-ух частотах: низкой частоте (3: „< 1 любого пузырька) и высокой (r < > f любэго пузырька). Согласно выражению скорость звука на высокой часоте С вЂ” Со . где С вЂ” скорость зву- 50

О ка обе згаженной жидкости при. в Ж чгэ позволяет в формуле Г„= „вместо С подставить измеренное значейие С . Практическ ески же частоту нет необходимости

$5 увеличивать до бесконечности. Если например, частоту, 52 выбрать всего в 10 раз больше.х,то ошибка в определении истинного значения любэй концентрации свободного газа составит 1%, что вполне удовлетворяет все случаи практики.

Для удэбства вычислений формулу целесообразно пэеэбэазовать к виду где А -константа, зависящая ог рода жидкости (для воды с пузырьками газаА=7,3 ° 10 ); — длина измерительной базы; время пробега звуковой волной низH кой частоты измерительной базы; — время пробега звуковой волной вы3 сокой частоты измерительной базы; д = - - время запаздывания низкочастотного

Н 3 сигнала, относительно выс окочасгот н огo.

Еще более удобным определять концентрацию свэбоднэг э газа Г„ по измеренному значению 6i с помощью тарпрэвочных кривых Г = („Hoer(1çåoíetÕ с 5-чегом соэтнощеМ нил

Принципиально времена пробега -г,н и в, соответствующие скоростям звука С:и и С> определяют эднэврел еннэ, используя одну и гу же измерительную базу, что позволяет использовать aror способ для измерения количества свэбэднэгэ газа не только в спо-койной жидкости и на различных глубинах, и для оперативнэгэ контроля газосодержания непосредственно в пэтэке жидкости.

Формула изобретения

1. Способ определения концентрации свободнэгэ газа в жидкости путем одновременногэ прэзвучивания. исследуемой среды акусгическимц колебаниями на двух частотах, о г л н ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повь>щения тэчности и упрощения процесса измере ний, пр озвучивание среды пр оизводят на частотах ниже и выше резонансных частэг пузырьков свободного газа в жидкости; измеряют время пробега фиксированного расстояния акусгичег их колебаний на этих частотах и по формуле

584241

Составитель Н. Фомичев

Редактор С. Хейфиц Техред 3, Фанта. Корректор С. Гарасинж

Заказ 1881/57 Тираж 1112 Подписное

Ш!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент., г. Ужгород;,. ул. Проектная, 4 жидкости, определяют концентрацию свободного газа в жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Раврилов Л. P. Ультразвуковой метод экспресс-анализа концентрации свободI ь ного газа в жидкост ях. Доклад на У1

Всесоюзной акустической конференции. М., 1968.

2. Авторское свидетельство М 200296, -М.мл. 601 и 29/02, 23.03.65.