Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ Часть 1.doc
Скачиваний:
55
Добавлен:
11.11.2018
Размер:
1.67 Mб
Скачать

4.7.3. Измерение массового расхода гетерогенных потоков.

Проведение измерений в этом случае сопряжено с большими принципиальными затруднениями. Существует два вида двухфазных потоков: потоки жидкости или газа, несущие твердые взвешенные частицы, и потоки, представляющие собой смеси жидкости и газа или двух взаимно нерас­творимых жидкостей. Основное различие этих двух родов двухфазных систем заключается в том, что твердые частицы сохраняют в процессе движения свою форму и массу, в то время как пузыри, капли, пленки газожидкостных смесей обычно меняют свою форму, а часто и массу в результате слияния или разрывов отдельных элементов потока. Местная мгновенная плотность потоков с твердыми включениями зависит не только от значений плотности входящих в смесь компонентов, но и от геометрической формы твердых частиц, которые определяют плотность «упаковки» этих частиц.

На поверхностях раздела фаз газожидкостных систем возникают особые силовые, а при неизотермическом течении и тепловые взаимодействия, что существенным образом влияет на изменение полей скоростей течения, давлений, температур, тепловых и диффузионных потоков при переходе из одной точки пространства к другой, отделенной от первой поверхностью раздела фаз. Во многих случаях на границе раздела фаз возникает скачкообразное изменение давления и вектора скорости. Скорости движения фаз, как правило, различны. Особенностью жидкостно-жидкостной смеси является также и то, что даже будучи составленной из несжимаемых компонентов она в целом ведет себя во многих отношениях как сжимаемая жидкость. Это свойство проявляется в тех случаях, когда в направлении течения меняются скорости фаз и соответственно плотность смеси.

В общем случае для определения массового расхода многофазного потока необходимо знать скорости движения каждой фазы, плотности каждой фазы и соотношения фаз в данном поперечном сечении трубопровода. Пока еще не найдено принципиальное объединение этих измерений в одном приборе. Известные массовые расходомеры, если пренебречь специфическими погрешностями, вызванными центробежным разделением фаз, в лучшем случае реагируют на некоторую кажущуюся массовую скорость движения смеси. Определение связи регистрируемого параметра с истинным массовым расходом в каждом отдельном случае устанавливается экспериментальным путем. В связи с этим методы обобщенного анализа опытных данных имеют еще большее значение, чем в расходометрии однородного потока. В зависимости от физических особенностей компонентов растет число размерных параметров, определяющих процесс преобразования в приборе и, следовательно, число критериев подобия процесса; обобщенные статические характеристики расходомеров описываются сложными зависимостями.

По-видимому, наиболее подходящими приборами для измерения общего массового расхода смеси являются расходомеры с датчиками в виде подвижных трубчатых элементов и некоторые конструкции турбинных расходомеров. При этом отмечаются возникновение специфических погрешностей, связанных с демпфирующим действием газовых включений, и лучшие свойства турбинных преобразователей с осевыми каналами в роторах по сравнению с роторами, имеющими радиальные каналы. Возможно также применение тепловых расходомеров, однако существенное изменение коэффициента теплоотдачи смеси при изменении соотношения компонентов позволяет использовать лишь калориметрические расходомеры, у которых при этом меняется значение коэффициента преобразования.

В некоторых случаях по условиям эксперимента требуется определение расхода лишь некоторых компонентов, входящих в смесь. Задача значительно упрощается, если имеется возможность «пометить» измеряемый компонент, или если он обладает регистрируемыми свойствами, отличными от других компонентов (электропроводностью, магнитной проницаемостью и пр.).