Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИННОГО ОБЪЕМНОГО ПАРОСОДЕРЖАНИЯ - Патент РФ 2186377
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИННОГО ОБЪЕМНОГО ПАРОСОДЕРЖАНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИННОГО ОБЪЕМНОГО ПАРОСОДЕРЖАНИЯ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСТИННОГО ОБЪЕМНОГО ПАРОСОДЕРЖАНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при определении параметров двухфазного потока в парогенерирующих каналах различного назначения. Способ включает измерение в течение времени Т экспозиции сигнала U, возникающего при взаимодействии зонда с двухфазным потоком, измерение по зависимости U = f(τ) при некотором установленном уровне дискриминации Uд времени взаимодействия зонда с паровой фазой Δτi и определение истинного объемного паросодержания ϕл по формуле

При этом многократно определяют истинное объемное паросодержание ϕл при различных уровнях дискриминации Uдi, выбранных в интервале Uмах - Umin, и определяют оптимальный уровень дискриминации Uд по местоположению точки перегиба на зависимости ϕл= f(Uд). Технический результат: повышение точности определения истинного объемного паросодержания. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2186377
Класс(ы) патента: G01N27/06
Номер заявки: 2001101125/28
Дата подачи заявки: 16.01.2001
Дата публикации: 27.07.2002
Заявитель(и): Федеральное государственное унитарное дочернее предприятие Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций ВНИИ по эксплуатации атомных электростанций
Автор(ы): Болтенко Э.А.; Болтенко Д.Э.
Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное дочернее предприятие Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций ВНИИ по эксплуатации атомных электростанций
Описание изобретения: Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения истинного объемного паросодержания двухфазных потоков и может быть использовано при определении параметров двухфазного потока в парогенерирующих каналах различного назначения.
Физически двухфазная смесь представляет собой несущую фазу со статистически распределенными в ней включениями другой фазы. В силу их конечного размера локальные характеристики двухфазной смеси имеют дискретный характер. Например, газосодержание в произвольной точке двухфазного объема в любой момент времени может принимать только два значения: либо ноль, либо единицу. Длительность таких скачкообразных переходов определяется размерами, скоростью и формой фазовых включений. Для проведения измерений используются датчики, принцип действия которых основан на различных физических принципах (электроконтактные, волоконно-оптические, акустические).
Определение истинного объемного паросодержания ϕл с помощью зондовых методов рассмотрим на примере работы электроконтактного датчика, работа которого основана на различии электрических свойств жидкой и паровой фаз.
При проведении измерений электроконтактный зонд включается в последовательную электрическую цепь, в простейшем случае состоящую из источника питания, нагрузочного резистора и включенного параллельно ему электроизмерительного прибора для регистрации падения напряжения при изменении проводимости между электродами датчика. Для исключения эффекта поляризации электродов для питания электрической цепи в основном используется переменный ток высокой частоты ÷100 кГц.
На фиг. 1 схематично представлен процесс прохождения газовых пузырьков через чувствительный элемент зонда (а) и соответствующее этому процессу изменение сигналов при питании измерительной цепи переменным током высокой частоты (б). При нахождении зонда в жидкости в измерительном устройстве регистрируется некоторое значение сигнала Uж в силу конечного значения проводимости между электродами. В случае прохождения газового пузырька сила тока в измерительной цепи значительно уменьшается, и напряжение на выходе принимает значение Uг. Для более качественного разрешения этих сигналов необходимо, чтобы величина (Uж - Uг) была максимально возможной в данных конкретных условиях. Для определения ϕл с минимальной погрешностью необходимо, чтобы сигналы, вызванные прохождением пузырей, имели бесконечно малое время нарастания фронта, т.е. они должны иметь вид прямоугольных "провалов" или "всплесков" на соответствующих сигналах баланса. В действительности же, время релаксации сигнала присутствия фазы Δτ* в каждом конкретном случае определено соотношением размеров электродов зонда и регистрируемых паровых включений, а также их скоростью и формой. Учитывая эти факты принято при определении ϕл устанавливать уровень дискриминации сигналов зонда.
Уровень дискриминации определяет долю времени, в течение которой паровая (газовая) фаза присутствует в точке замера. С этой целью на зависимости U = f(τ) выбирается некоторый условный уровень (уровень дискриминации), начиная с которого считается, что чувствительный элемент зонда находится в той или иной фазе. Основной источник погрешностей при измерении ϕл связан с некорректным выбором уровня дискриминации Uд.
При изменении режимных параметров (динамические режимы), свойств жидкости или зонда происходит неконтролируемое изменение амплитуды сигнала, соответствующего фазе "жидкость". На фиг.2 изображены предельные случаи, когда из-за некорректного выбора уровня дискриминации измерения становятся практически невозможными. Для устранения этого недостатка используют различные подходы.
Известен способ определения истинного объемного паросодержания ϕл, в котором для устранения погрешности этого рода используется дополнительный зонд, в течение измерения находящийся в жидкой фазе и используемый для выработки опорного сигнала (А.С. 1181379 СССР, MKИ3 G 01 N 15/00. Устройство для измерения концентрации дисперсной фазы в парожидкостной смеси /Ю.П. Джусов, А.А. Цыганок, Н.Н. Митяев и др. //Открытия. Изобретения. 1986. 7). В этом случае обеспечивается автоматическое отслеживание за изменением электропроводящих свойств жидкости или зонда и поддержание уровня дискриминации на требуемом уровне. Однако поскольку невозможно обеспечить полную идентичность измерительного и дополнительного зондов, свойства которого изменяются с течением времени, использование этого подхода проблематично.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения истинного объемного паросодержания ϕл, включающий измерение в течение времени экспозиции сигнала U, возникающего при взаимодействии зонда с двухфазным потоком, измерение по зависимости U = f(τ) при некотором установленном уровне дискриминации Uд, времени взаимодействия зонда с паровой фазой Δτпi и определение истинного объемного паросодержания ϕл по формуле

(Свистунов Е.П, Севастьянов В.П., Шанин В.К., Крюков В.М. Оценка спектра размеров паровых включений методом электрозондирования //Инженерно-физический журнал, т. 55, 5, 1988).
Основной недостаток такого способа заключается в том, что точность измерений ϕл невелика. Последнее связано с тем, что при проведении измерений изменяются условия взаимодействия зонда с двухфазной смесью, а уровень дискриминации остается неизменным. Для корректного определения ϕл необходимо уровень дискриминации изменять в соответствии с изменившимися условиями.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении точности определения истинного объемного паросодержания ϕл, что обеспечивается тем, что многократно определяют истинное объемное паросодержание ϕл при различных уровнях дискриминации Uдi, выбранных в интервале Umax-Umin и определяют оптимальный уровень дискриминации Uд по местоположению точки перегиба на зависимости ϕл = f(Uд).
Достижение технического результата, заключающегося в повышении точности определения истинного объемного паросодержания ϕл обеспечивается тем, что при определении Δτi- времени пребывания паровой фракции в зоне чувствительного элемента зонда, а, соответственно, и ϕл используется оптимальный с точки зрения минимальной погрешности уровень дискриминации.
На фиг.3 показана зависимость ϕл = f(Uд), на основе которой определяется оптимальный уровень дискриминации. Как видно из фиг.3 существует область инвариантности ϕл от уровня дискриминации. Эта область определяется точкой перегиба на зависимости ϕл = f(Uд). Область инвариантности и соответствует оптимальному уровню дискриминации. При этом уровне дискриминации истинное объемное паросодержание определяется наиболее точно. На фиг.3 представлены два вида зависимостей - на фиг.3а показана зависимость ϕл = f(Uд), когда максимальный сигнал имеет место при взаимодействии зонда с паровой фазой (Uмах= Uп, Umin= Uж) на фиг.3б, когда максимальный сигнал имеет место при взаимодействии зонда с жидкой фазой (Uмах=Uж, Uмax=Un). Вид сигнала U = f(τ) зависит от настройки прибора.
В качестве примера рассмотрим способ определения истинного объемного паросодержания ϕл для случая взаимодействия электроконтактного зонда с двухфазным потоком в трубе. Режимные параметры - давление 3,0 МПа, массовая скорость пароводяной смеси 1500 кг/м2•с, паросодержание (относительная энтальпия) 0,02. На фиг.4 представлена зависимость ϕл = f(Uд) для этого случая. Как видно из фиг.4, при выборе уровня дискриминации меньше 0.3, Uд<0.3 или Uд > 0,6 (меньше или больше того уровня, при котором ϕл не зависит от уровня дискриминации) значение истинного объемного паросодержания ϕл отличается от истинного на 25-30%.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить точность определения истинного объемного паросодержания ϕл
Формула изобретения: Способ определения истинного объемного паросодержания ϕл, включающий измерение в течение времени экспозиции сигнала U, возникающего при взаимодействии зонда с двухфазным потоком, измерение по зависимости U = f(τ) при некотором установленном уровне дискриминации Uд времени взаимодействия зонда с паровой фазой Δτi и определение истинного объемного паросодержания ϕл по формуле

где Т - время экспозиции (измерения);
Δτi - время пребывания паровой фракции в зоне чувствительного элемента зонда;
n - количество включений пара, прошедших через чувствительный элемент зонда;
отличающийся тем, что многократно определяют истинное объемное паросодержание ϕл при различных уровнях дискриминации Uдi, выбранных в интервале Uмах - Umin, и определяют оптимальный уровень дискриминации Uд по местоположению точки перегиба на зависимости ϕл= f(Uд).