Устройство для оптической регистрации изменений плотности двухфазной среды

Устройство для оптической регистрации изменений плотности двухфазной среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцмапистмческмк

Республмк

ОП ИСАНИЕ изое итиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„,741119 (61) Jl,oïîëíèòåëüíoå к авт. свип-ву (22) Заявлено08.12.77 (21) 2551590/18-25 (51) М. Кл.

G 01 М 21/46 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет ло делан изобретений н открытий

ОпУбликовано 15,06.80. Бюллетень № 22 йата опубликования описания 16.06.80 (53) УД К535.322..4(088.8) (72) Авторы изобретения

A. Л. Лубны-Герцык, А ° А. Байков и Н. Б. Эскин

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт атомного энергетического машиностроения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ

ИЗМЕНЕНИЙ ПЛОТНОСТИ ДВУХФАЗНОЙ СРЕДЬ!

Изобретение относится к области оптического контроля теплоэнергетических параметров и может быть использовано в обычных или ядерных энергетических установках при исследовании режима работы

5 парогенерируюших труб, трубопроводов, сепараторов и другого оборудования.

Известны устройства для измерения плотности как газообразных, так и конденсированных прозрачных сред, находяшихся, при. комнат ной температуре и атмосферном давлении, содержашие емкость с исследуемой средой и оптический регистратор. В них используются оптические методы измерения, основанные на отклонении лучей в cpel1e с изменяюшимся в пространстве коэффициентом преломления (1 .

Наиболее близким по технической сущности к изобратению является устройство для оптической регистрации измерений плотности двухфазной среды, содержашее емкость с исследуемой средой, световод и оптический регистратор с диафрагмой 2).

Повышенная чувствительность этого устройства основана на определении резкой вблизи угла полного внутреннего отражения зависимости интенсивности многократно отраженного света от коэффициента преломления границы раздела световоджидкость, Недостатком известных устройств является то, что в них не разработаны пути канализации световых лучей в случаях, когда исследуемое вешество находится при высоких значениях температуры и давления, а именно этот случай реализуется, например, в парогенерируюшнх трубах, Целью изобретения является проведение измерений при высоких значениях температуры и давления.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом устройстве емкость снабжена охлаждаюшими карманами, расположенными перпендикулярно оси емкости, в которых расположен световод, средняя часть которого расположена в емкости, причем световод выполнен в виде прозрачной пластины со ступенчатым вырезом в средней

741119

3 4 части. При этом диафрагма выполнена Лучи, прошедшие через щели, регистриподвижной в плоскости, перпендикулярной руются на непрерывно двигаюшейся фотопленке, софокусной относительно объектиНа фиг. 1 представлено описываемое ва 7 со средней частью световода. При устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на этом на пленке образуются три дорожки фиг. 1. потемнения. Две крайние дорожки, отобраУстройство содержит емкость 1 для жаюшие изменение во времени коэффициисследуемой среды (трубу), световод 2, ента преломления (плотности) исследуемой охлаждающие карманы 3. Световод 2 среды вблизи граней 6 экспериментального представляет собой прозрачную пластину 1î участка, и средняя дорожка, отображаюсо ступенчатыми торцами 4 5 и 6 выре шая распределение яркости преломленных за в средней его части. Световод через лучей, зависящее от изменяюшегося во объектив 7 и диафрагму 8 связан с опти- времени положения диафрагмы, т.е. от угческим регистратором в виде непрерывно ла отклонения лучей, прошедших сквозь движущейся фотопленки (на чертеже не д исследуемую среду, характеризующих поле показан). На краях карманов 3 имеются градиента плотности в этой среде. фланцы между которыми зажаты окна 9 При работе описываемого устройства Э и 10. На входе устройства установлен температура световода изменялась от конденсатор 11. комнатной в области холодной стороны

Устройство работает следуюшим обра- ю карманов до высокой (400 С) в области парогенерируюше и трубы.

Луч света от сильного источника соби- Оценим сопротивляемость стеклянной рается конденсором 11 в параллельный пластинки растрескиванию под действием пучок и через входное окно 9 входит в термических напряжений. Температурное стеклЯннУю пластинУ (световод) 2. Прой- 25 поле, являюшееся линейной функцией коордя через ступенчатые торцы пластины 4 динат, не вызывает в пластине напряжелУчи отклонЯютсЯ в исследУемой среде "а ний. Параболическое распределение темпеградиен иенте ее плотности. Отклоненные лучи ратуры поперек пластины вызывает в ней выходят наружу через ступенчатые торцы напряжение

5 световода, пластину световода, слой во- зо ды и выходное окно 10. При отсутствии Ъ С градиента плотности лучи не отклоняются.

Угол отклонения лучей определяется как где h - стрела прогиба кривой распрееления температуры. Максимальное знаградиентом плотности, так и соотношени- дел ем коэффициентов преломлени еломления среды и м чение t . при тепловом ударе равно световода вблизи его ступеней 4 и 5, одг

hñ (2) нако последняя зависимость представляет %OX -Ч ч > собой небольшую поправку к первой. где А = — разность температур в поверхОсобо следует отметить роль луча E,F, костном и более глубоком слоях отражаемого от последней ступени 6 све» товода. Интенсивность этого луча опреде- - мо ль и гости; ляется соотношением между углом его па- - коэффициент линейного расшидения на ступеньку 6 и коэффициентом преломления пароводяной среды вблизи стенки сосуда и служит для регистрации Приравняв (1) и (2), получим временной зависимости плотности присте- ь = Д; =2,1М ночного слоя исследуемой среды. Выйдя 4-Ч Ч из окна, лучи попадают в о

9 дают в объектив 7 и Обычное стекло выдерживает тепловой о оттуда на диафрагму 8,-расположенную в удар порядка 100 С поэтому оно может фокусе объектива. В диафрагме имеется выдержать параболическое распределение шель, пропускающая через себя неоткло- температуры, равное ненные лучи, отражающиеся от боковых правлении длинной стороны стеклянной граней 4 и 5 световода, и вторая шель пластины допустима значительно большая (или две шели), расстояние которьк от стрела прогиба профиля температуры. ти центральной шели периодически меняется оценки показывают осушествляемость предза счет возвратно-поступательного движе- лагаемой канализации лучей в области, находяшейся при высоких значениях давлеЧ ее лучей

Через нее луче . ния и температуры.

7411

Рс/7

Составитель Г. Гусева

Редактор М. Батанова Техред И. Асталош Корректор В. Бутяга

Заказ 3193/43 Тираж 1019 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение предлагаемого устройства позволит на основании изучения реальной структуры течение двухфазной смеси, ее локальных характеристик; разработать устройства для интенсификации теплообмена и 5 способы их оптимизации. Это даст возможность увеличить надежность работы парогенераторов энергетических установок, снизить вес и увеличит срок службы парогенерируюших труб. о

Формула изобретения

1. Устройство для оптической регист- 15 рации изменений плотности двухфазной среды, содержашее емкость с исследуемой средой, световод и оптический регистраторсдиафрагмой, от лича юшее с я тем, что, с целью проведения из- 20 мерений при высоких значениях темпера19 6 туры и давления, емкость снабжена охлаждаюшими карманами, расположенными перпендикулярно оси емкости, в которых расположен световод, средняя часть которого расположена в емкости, причем световод выполнен в виде прозрачной пластины со ступенчатым вырезом в средней части, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что диафрагма выполнена подвижной в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1% 0.%оой and ЗМ.Smitll Heat TranS1ег ю the с йлсаС ге@оп-tewpera+re ard че осйл рго а@э ю Мг1зоМ А 75ow"

A,-Q.СЪ.E.. 3ЬигаМ. чоС to,Ô2;19Ь4,р.180 l8b.

2. А вторское свидетельство СССР

l4 131522, кл. G 01 Й 21/46, 1860 (и рот от ип) .