Прибор для исследования кинетики газовыделения
Иллюстрации
Реферат
Союз СОветекмх
СОЦмалметнчеенмх
РеепфЬмюм
691733 (63 j. Донолимтельвое м авт. сава-ау
«22)завалено 01.61„77. )23) 2447424/25-2 (5 k ) M. Кд.
G 01 " 7/14.
G 01 Т 3/02 е 8Ржееамаенмем заявки М
recyNyeteeeeNt %9iylet
CCCO ее двам еаеерааихх1 в e1ey8eei (23 ЙРнернтет (53) УДК, 532.771:532.612. ,4(088.8) Оаубмжовано 15,10.79. Бюллетень М З8
Дата еаублнковання описания 18.10.79 (72) АвтОР
3Фэ©6Ре Вевмв
О. Е. Бородин (54) ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ
ГА ЗОВЫДЕЛЕ Н ИЯ
Изобретение относится к технической физике, гидротехнике и химической технологии. Оно предназначено для изучения кинетики газовыделения в потоке пересыщенной газом нелетучей жидкостиO 3 газовой кавитации. Результаты этого изучения могут быть использованы при совершенствовании систем подачи газоФ содержащих жидкостей, в частности насосов и эжекторов, и при совершенствовании массообменных аппаратов химического производства, причем в первом случае газовыделение является сопутствующим, а во втором - основным рабочим про« цессом, 15
Известно устройство для измерения степени кавитации в кавитирующем рас ходомерном сопле, которое состоит из рабочего канала, выполненного в виде трубки Вентури, и денситометра (изме« рителя плотности}, сйособного передвигаться вдоль оси рабочего канала. При движении жидкости через сужающуюся часть канала давление жидкости понижается и в некотором сечении оказывается меньшим давления насыщенного пара этой жидкости, т. е. жидкость оказывается перегретой. Вследствие этого в потоке за указанным сечением происходит кавитация. Интенсивность образования паровой фазы определяется с помощью денситометра (l j.
Однако такое устройство не обеспечивает независимости перегрева чистой жидкости (или пересыщения жидкости, содержащей газ) от геометрической формы канала.
Известно также устройство для исследования кинетики кавитации в потоке жидкости, содержащее рабочий канал, подвижный денситометр и гидравлическое сопротивление малой напряженности, смонтированное на входе в рабочий канал (2 ), В этом устройстве гидравлическое сопротивление обеспечивает пересыщение жидкости, но и вносит в поток гидравлические возмущения. Поэтому общее, >,>1733 неэяиисацс.е от «идя r идравлического сопроттни ения значение имеют лишь результаты изучения кавитации на участке рабочего канала, удаленном на 2030 диаметров канала от места установки сопротивления. Но реальные условия в потоке эа входом из питающей среды в канал могут существенно отличаться от условий за сопротивлением установки. С другой стороны, сами вход:,ные устройства реальных каналов не могут играть роль сопротивления устройства, поскольку для обеспечения разной степени пересыщения жидкости газом при прочих неизменных условиях упомянутое сопротивление должно меняться от опыта к опыту. Поэтому с помощью описанного выше устройства нельзя изучить влияние степени пересыщения жидкости на интенсивность газовыделения иэ нее на вхоцных участках каналов.
Кроме того, на гидравлическом соп.ротивлении при невысокой скорости потока трудно создать достаточно большие
25 перепады давления и соответствующие им степени пересыщения жидкости.
Дель изобретения - повышение точности исследования за счет исключения влияния геометрии рабочей трубки и воз30 можности получения пересыщения жидкости газом при малых скоростях потока.
Это достигается тем, что прибор для исследования кинетики газовыделения снабжен установленной перед рабочей
35 трубкой емкостью, отношение плошади поперечного сечения которой к площади поперечного сечения рабочей трубки равно 10 - 10, а устройство цля пересыЙ 3 шения жидкости газом укреплено на ем- 4
40 кости, На емкости*.размещено устройство для сброса и последующего поддержания давления в этой емкости на уровне более низком, чем давление насыщения жидкос- 4
45 ти газом (устройство цля пересыщения жидкости газом). Достигаемое при сбросе давления пересыщение жидкости не зависит от конструкции рабочей трубки и от скорости потока, Ня чертеже схематически изображено предложенное устройство. . Прибор включает рабочую трубку 1, денситометр 2 и емкость 3 с устройством для пересьпцения жидкости газом 4.
Рабочая трубка 1 представляет собой цилиндрический канал с произвольным по форме поперечным сечением. Емкость 3 может выполняться, например, в виде широко о ннлиирнч«ского бяh, попере гное с«чоние которого ня цвя-три порядка превышает поперечное сечение рабочего канала, Рябочяя трубка 1 соедин««а с емкостью 3 тем или иным вхоцным устройством, например, коническим пат рубком. В качестве устройства 4 может использоваться, например, газобаллонная система наддува емкости с краном и редуктором давления. Денситометр 2, например, радиоактивный датчик плотности, установлен вне рабочего канала и может перемещаться вдоль его оси. В качестве рабочей жидкости может использоваться любая жидкость с малым давлением насы. щенного лара при рабочих температурах, например, вода. Жидкость насыщается любым газом, например азотом.
Работает устройство следующим образом, Заблаговременно в емкость 3 помещается и насыщается газом при некотором давлении Р жидкость (насыщение жидкости газом может производиться и вне емкости).. Затем с помощью устройства 4 давление в емкости понижается до величины P(Pg и затем поддерживается на необходимом уровне. После этого жидкость в стационарном режиме вытесняется из емкости 3 через рабочую трубку 1 в атмосферу или во вспомогательный сосуд. При P(Pe в емкости и рабочей трубке создаются условия для выделения газа. иэ жидкости. Однако в емкости, где вследствие ее большого поперечного сечения скорость движения жидкости очень мала, процесс газовыде1 ления, определяемый законами молекулярной диффузии, протекает очень медленно и за время эксперимента практически не проявляется.
Испарение жидкости также практически не приводит к образованию газовой фазы, так как жидкость предполагается нелетучей. В рабочей трубке, поперечное сечение которой во много раз меньше поперечного сечения емкости, скорость движения жидкости в такой же степени превышает скорость движения в емкости.
В связи с этим интенсивность газовыделения в рабочем канале существенно выше, чем в емкости и в потоке образуется газовая фаза, доля которой по потоку растет. Распределение объемной доли газовой фазы по длине канала определяется с помощью денситометра 2, который во время эксперимента переме6<. 1 733
Составитель О. Чернуха
Редактор Ф. Серебрянский ТехредЛ.Алферова Корректор H. Михеева
Заказ 6205/33 Тираж 1090 Подписное
Е111ИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектая, 4 шает и вдоль капал э.. 11ри стационарном процессе по этому распределению легко находится интенсивность образования газовой фазы, т. е. масса газа, который выделяется в единицу времени из единицы объела жидкости.
Изменяя от опыта к опыту вид жидкости, вид газа, форму и размеры входа в рабочую трубку. и самой рабочей трубки, давление насыщения, рабочее давление в емкости, давление в сливной емкости и температуру жидкости, можно изучить влияние всех этих (или определяемых ими) факторов на интенсивность газовыделения, т. е. изучить кинетику газовыделения в потоке пересыщенной газом нелетучей жидкости. Кинетика газовыделения может изучаться применительно к коротким рабочим каналам и к местным гидравлическим сопротивлениям,, что практически важно, поскольку рабочие каналы насосов, эжекторов, трубопроводы систем подачи топлива цвигателей и т. и. являются относительно короткими и содержат местные гидравлические сопротивления. С помощью предложенного устройства можно эффективно изучать кинетику газовыделения при относительно невысокой скорости потока, оскольку во многих устройствах газонасышенные жидкости движутся не очень быстро.
Формула изобретения
Прибор для исследования кинетики
r àç0âüùåëåíèÿ, включающий рабочую, трубку, денситометр, установленный с возможностью перемещения вдоль трубки, и устройство для пересышения,жидкости газом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследо дования за счет исключения влияния геометрии рабочей трубки и возможности получения пересыщения жидкости газом лри малых скоростях потока, он снаб15 жет установленной перед рабочей трубкой емкостью, отношение площади попе речного сечения которой к площади поперечного сечения рабочей трубки равно
Ь
10 — 10, а устройство для пересыщения жидкости газом укреплено на емкос« ти.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Смит В. Хэмиттф, Измерение степени кавитации в кавитирующем расходомерном сопле, Труды американского общества инженеров-механиков, серия
Д М 2, 1964. зо
2. Авторское свидетельство СССР
М 240313, кл. 9 01F 3/02, 1969,