Гидродинамические характеристики частично затопленной струи и её использование для разработки устройства измерения уровня жидкости

• Автор: Филатов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАБОТ, ПОСВЯЩННЫХ ИССЛЕДУЕМОМУ ВОПРОСУ.

1.1 Обзор существующих устройств для измерения уровня жидкости в энергетических установках.

12. Обоснование необходимости создания устройства для измерения уровня жидкости.

1.3, Обзор работ, посвящнных распространению незатопленных

струй.

14. Обзор работ, посвящнных изучению движения газожид

костных смесей и растеканию вертикальных аэрированных

потоков.
1.5. Основные задачи исследований .
ГЛАВА ВТОРАЯ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
21. Определение критериальных зависимостей процесса распа
да напорной осесимметричной струи жидкости, вытекающей, в атмосферу
2.2. Составление и решение уравнения движения аэрированной
струи жидкости
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .
3.1. Описание экспериментального стенда
3.2. Описание устройства для измерения диаметра незатоплен
ной струи и методика измерений
3.3. Описание устройства для измерения полного напора частично затопленной аэрированной струи
3.4. Описание прибора и методики измерения концентрации
воздуха в аэрированной струе .
3.5. Общая характеристика выполненных опытов.
ГЛАВА ЧЕТВРТАЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НЕЗАТОПЛЕННОЙ И ЧАСТИЧНО ЗАТОПЛЕННОЙ АЭРИРОВАННЫХ СТРУЙ .
4.1. Некоторые характеристики осесимметричной напорной
струи жидкости, вытекающей в атмосферу
4.2. Распределение локальной концентрации воздуха в струе,
перешедшей из незатопленного состояния в затопленное .
4.3. Исследование закономерности изменения полного осевого напора вдоль вертикальной оси частично затопленной
аэрированной струи .
4.4. Методика расчта гидродинамических параметров вдоль вертикальной оси аэрированной струи, перешедшей из незатопленного состояния в затопленное
ГЛАВА ПЯТАЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ.III
5.1. Влияние геометрических и гидродинамических параметров на характеристику устройства для измерения уровня жидкости .
5.2. Влияние полого цилиндра на статическую характеристику
струйного устройства для измерения уровня жидкости . .
5.3. Совместная работа струйного устройства для измерения уровня жидкости и струйного пропорционального усилителя СПУ . . .
5.4. Методика расчта устройств для измерения уровня жидкости
основные вывода.
ЛИТЕРАТУРА


Приведённый обзор применяемых устройств для измерения и контроля уровня не претендует на полноту, так как он содержит описание устройств, применяемых только в современных парогенераторах. Тем не менее, он позволяет разделить все устройства на сигнализаторы уровня и уровнемеры, непрерывно измеряющие изменяющийся уровень жидкости, в которых в качестве чувствительных элементов используются тепловые, электрические, упругие чувствительные элементы и поплавки. На атомных электростанциях контролируются , в основном, те же теплотехнические величины, что и на тепловых станциях, поэтому методы измерений этих величин на ТЭС и АЭС одинаковы, за исключением измерений спицифических величин. Вместе с тем, следует отметить, что на атомных электростанциях имеется ряд факторов, влияющих на точность измерительных устройств. Среди них: наличие зон с значительным тепловыделением и влаго-содержанием, с высокими магнитными, электрическими и радиационными полями, вибрации и т. Кроме того, в описанных в § І. Конструктивные особенности, описанных ранее устройств для измерения уровня жидкости в сочетании с условиями работы на атомных электростанциях, ограничивают их применение для измерения уровня жидкости в различных узлах АЭС. Измерять же и регулировать уровень жидкости необходимо во многих узлах и установках АЭС: в реакторах типа ВВЭР и ВК, в парогенераторах, барабанах-сепараторах, компенсаторах объёма, ёмкостях систем безопасности, баках биологической защиты и других различных ёмкостях ^] . Для измерения уровня жидкости в сепараторах, испарителях, подогревателях и других элементах технологической схемы реакторной установки применяются дифманометры-уровнемеры с унифицированным выходным сигналом 0-5 мА, выбираемые на соответствующее статическое давление и необходимые пределы измерения [] ; Измерение уровня жидкости с помощью дифманометра основано на изменении разности гидростатических давлений, создаваемых измеряемым столбом жидкости переменной высоты и столбом той же жидкости постоянной высоты, которая заполняет трубную линию и уравнительный сосуд. По весовому уровню, например, можно судить о наличии и запасах воды в сепараторе. Для устранения указанных недостатков при измерении уровня жидкости над дырчатым листом /II барабана-сепаратора / /см. II предлагается исключить из измерительной схемы дифманометр, импульсные линии и перейти к импульсно-частотной характеристике показаний "захолодить" питательной водой жидкость, находящуюся в уравнительном сосуде /3/, что позволит стабилизировать температуру измеряемого уровня и исключить вскипание при падении давления. В связи с вышесказанным, представляется перспективным применение струйных устройств для измерения уровня жидкости. В качестве простейшего струйного преобразователя уровня воды в гидравлический сигнал предлагается струйное устройство, состоящее из двух соосно расположенных цилиндрических сопел, изображённое на рис. В предлагаемом устройстве одно сопло - сопло питания /4/ расположено над уровнем жидкости и связано через источник питания рабочей среды /ИПРС/ с питательной водой барабана-сепаратора, а другое - приёмное сопло /5/ расположено под измеряемым уровнем жидкости и связано с системой регистрации выходного сигнала /СРВС/. Принцип действия предлагаемого устройства следующий. В случае, когда всё пространство между соплами заполнено газом, струя питания, вытекая из сопла питания /4/, попадает в приёмное сопло /5/ и создаёт в нём некоторое давление Д Р#ых По мере повышения уровня жидкости часть струи затопляется, её скорость падает благодаря массо-обмену с окружающей жидкостью, что приводит к уменьшению давления дРвых. Р™™. По величине давления дР^ых. Предлагаемое устройство для измерения уровня жидкости можно использовать в различных системах автоматического регулирования уровня жидкости, например, в схеме автоматического регулирования расхода и поддержания уровня воды в технологическом канале. Соединяя приёмное сопло с исполнительным механизмом /ГОЛ/ /см. I/ или дополнительным устойством, можно, воздействуя на подачу воды, поддерживать уровень в каком-то объёме неизменным.