Зондовые методы определения характеристик одно-двухфазных потоков в стационарных и динамических режимах

• Автор: Болтенко, Дмитрий Эдуардович
• Шифр специальности: 01.04.14, 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Электрогорск
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И СТРУКТУРЫ ОДНО ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ.

1.1. Измерение средних и локальных температур потока.

1.1.1. Измерение истинных температур фаз двухфазного потока

1.2. Измерение скорости расхода одно и двухфазного потока

1.2.1. Скорости одно и двухфазного потока

1.2.2.Расход двухфазной смеси.

1.3. Среднее по сечению канала истинное объемное паросодержание и плотность смеси рсм, ф.

1.4.Истинное локальное объемное паросодержание,

Заключение к главе 1.
Литература


Измерение локальной и средней температуры жидкой фазы в пристенном двухфазном слое может бьггь выполнено на основе технического решения, предложенного в []. Способ определения температур фаз термически неравновесного двухфазного потока выполненного на основе совместного использования элсктрозонда и микротермопары описан в []. После записи сигналов и=/(т) и Т=/(г) па зависимости Т=/(т) выделяются интервалы времени, соответствующие временам присутствия паровой (жидкой) фазы в контрольном объеме. Т, = (1. Л VI - время присутствия паровой (жидкой) фазы в контрольном объеме; п - число смен фаз за время измерения; т- время измерения. Расход однофазного потока теплоносителя может быть измерен стандартными средствами, описанными в []. При определении расхода двухфазных потоков используют методы для однофазных потоков. Как правило, эти мероприятия позволяют решить задачу измерения в достаточно узкой области режимных параметров, и применимы для определенного режима течения двухфазной смеси, [ ]. Наиболее известны среди механических методов зондовые. Для однофазного потока скорость потока может быть определена с помощью трубок Пито-Прандтля или их модификаций. В двухфазном потоке зонды используются для изокинетиче-ского отбора смеси и последующего разделения их на фракции,' []. Применение метода изокянетического пробоотбора для исследования структуры пароводяного потока высокого давления описано в работе []. Используя этот метод, авторам удалось получить ряд интересных результатов. Суть метода заключается в том, что вблизи устья трубки Пито выполняется отверстие, которое импульсной линией выводится наружу и подсоединяется к дифманометру. К этому же дифманометру подводится и давление со стенки канала. В случае, когда не производится отбор пробы из потока, дифманометр показывает динамическое давление, обусловленное кинетической энергией набегающего потока. Перемещая трубку Пито по сечению канала, можно получить профиль динамического давления. При осуществлении отбора его скорость подбирается таким образом, чтобы показания дифманометра стали равными нулю. При этом статическое давление в зонде равно статическолгу давлению в канале, т. Отобраішая двухфазная смесь разделяется на составные части в адиабатном сепараторе, омываемом непосредственно исследуемым потоком, что гарантирует постоянство ее фазового состава. Расходы фаз измеряются с помощью измерительных мензурок после охлаждения в холодильниках при постоянном уровне жидкости в сепараторе, который контролируется с помощью дифманометра. Для получения характеристик течения на основе измерений используется соотношение, связывающее динамическое давление со скоростями фаз. Методика применялась в широком диапазоне режимных параметров течения (давление от 4. МПа, массовые скорости от 0 до кг/м2 с, расходные массовые паросодержания от 0. Х^. Сравнение экспериментальных результатов по <р с балансными значениями показывает их высокую надежность и достоверность. Несмотря на то, что измерительные средства, используемые в механических методах, достаточно просты, применение их ограничено из-за больших методических трудностей. Измерение в термически неравновесных потоках механическими методами практически невозможно из-за конденсации фаз. Корреляционный метод измерения заключается в определении времени тт (транспортное время), перемещения отдельных частиц потока между двумя контрольными сечениями, отстоящими друг от друга на фиксированном расстоянии Ь. Время гт находится как абсцисса максимальной ординаты взаимной корреляционной функции ВКФ двух случайных процессов одного и того же рода, протекающих в различных сечениях. Зная время тт и I можно определить скорость (расход) потока. Утт (1. Лт (1. Датчики, контролирующие случайные процессы в сечениях А и Б, должны иметь одинаковые динамические характеристики, малую инерционность и минимальный размер по длине, обеспечивать максималыгую полосу частот пропускания полезного сигнала, что уменьшает время интегрирования Т и повышает точность вычисле-ння ВКФ. Термокорелляционная система обеспечивает измерение скорости однофазного теплоносителя в диапазоне от 0.