способ определения вязкости жидких сред в трубопроводах
Классы МПК: | G01N11/12 с измерением увеличения или уменьшения скорости перемещения тела; путем измерения проникновения клиновидных калибров |
Автор(ы): | Гольцов Анатолий Сергеевич[BY], Шевченко Валерий Григорьевич[BY], Петров Виктор Павлович[BY], Дворецкий Андрей Александрович[BY] |
Патентообладатель(и): | Могилевское производственное объединение "Химволокно" им.В.И.Ленина (BY) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-03-12 публикация патента:
10.08.1996 |
Использование: для определения вязкости в трубопроводах технологических линий. Сущность изобретения: способ включает прокачивание жидкости насосом регулируемой производительности через термостатированное сужающее устройство, расположенное в трубопроводе, измерение расхода жидкости, ее температуры, температуры теплоносителя в теплообменнике и перепада давления в сужающем устройстве и расчет вязкости. В расчетную формулу вводят коэффициенты, учитывающие реальную геометрическую форму сужающего устройства, проскальзывание среды у стенок сужающего устройства, отвод тепла с потоком анализируемой среды и отвод тепла в теплообменник, которые определяют при ступенчатом изменении производительности насоса и/или температуры среды при известной вязкости. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ определения вязкости жидких сред в трубопроводах, включающий прокачивание жидкости насосом регулируемой производительности через термостатированное сужающее устройство, расположенное в трубопроводе, измерение расхода жидкости, ее температуры, температуры теплоносителя в теплообменнике и перепада давления в сужающем устройстве, определение вязкости расчетным путем и приведение значения вязкости к заданной температуре, отличающийся тем, что в расчетную формулу дополнительно вводят коэффициенты, учитывающие реальную геометрическую форму сужающего устройства, проскальзывание среды у стенок сужающего устройства, отвод тепла с потоком анализируемой среды и отвод тепла в теплообменник, которые определяют при ступенчатом изменении производительности насоса и/или температуры среды при известной вязкости.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к средствам измерения вязкости жидких сред в трубопроводах технологических линий, преимущественно линий производства и переработки полимеров. Известен способ определения текущих значений вязкости жидкости сред в трубопроводах технологических линий непрерывного синтеза полимеров [1] В этом способе анализируемую жидкость прокачивают шестеренчатым насосом регулируемой производительности через термостатированное сужающее устройство трубопровода. Сужающее устройство помещают в теплообменник и с помощью регулятора производительности насоса и системы подготовки и подачи теплоносителя в теплообменник устанавливают номинальный режим работы технологической линии. В этом стационарном режиме измеряют перепад давления в сужающем устройстве, частоту вращения ротора насоса, температуру жидкости и давления за насосом. Динамическую вязкость при рабочей температуре и расход жидкости определяют расчетным путем с помощью микропроцессорного вычислительного устройства (программируемого контроллера) по формулам:

и приводят вязкость к заданной температуре по формуле;


где

k коэффициент, величину которого определяют путем индивидуальной тарировки вискозиметра;
Rc радиус проходного сечения сужающего устройства в узкой его части;

l длина сужающего устройства (расстояние между местами установки датчиков перепада давления;
Q объемный расход жидкости через сужающее устройство;

a, b известные для каждого насоса параметры;
Р давление за насосом;
mN динамическая вязкость жидкости, приведенная к температуре ТN;
TN заданная температура, к которой приводят вязкость;
Тcр. средняя температура жидкости в сужающем устройстве (рабочая температура);
f(TN, Тср.) известная функциональная зависимость вязкости от температур ТN и Тср. Сужающее устройство размещают внутри трубопровода для увеличения перепада давления


В [2, c. 21-22] описан способ, учитывающий изменение кинетической энергии потока жидкости, вызванное перестройкой профиля скоростей в его поперечных сечениях вдоль продольной оси трубопровода. Анализируемую жидкость прокачивают через трубку с постоянным диаметром поперечного сечения (капилляр). В стационарном режиме течения измеряют перепад давления в капилляре


где R внутренний радиус поперечного сечения трубки;

k коэффициент, величину которого определяют графической интерпретацией уравнения (4). Для этого по экспериментальным данным, которые получают при различных перепадах давления, строят график зависимости переменной

от параметра Z=Q/l. Коэффициент k определяют по углу наклона этой линии к оси Z. Недостатком этого способа является низкая точность графического метода определения коэффициента k. Кроме того, в нем не учитывают влияние на показания вискозиметра других существенных факторов: неизотермичности течения и пристеночного проскальзывания жидкости. Он не применим к вискозиметрам, содержащим сужающее устройство. В способе определения вязкости, описанном в [2, c. 29-39] учитывают влияние на показания вискозиметра неизотермичности течения анализируемой жидкости, вязкость которой изменяется в зависимости от температуры Т по экспоненциальному закону



Жидкость прокачивают через трубку с постоянным по длине диаметром поперечного сечения. Длину трубки и режим течения подбирают такими, чтобы на выходе из мерного участка трубки устанавливалась температура жидкости, одинаковая во всех точках поперечного сечения потока и равная температуре стенок трубки. Измеряют температуру стенок трубки, расход жидкости и перепад давления на мерном участке трубки. Динамическую вязкость определяют по формуле:

где

km- температурный коэффициент вязкости;
Т текущая температура;
То температура стенок трубки;


расчетная формула принимает следующий вид:


где V скорость потока в точке поперечного сечения потока с радиальной координатой r;
Vo скорость потока на его осевой линии;

m коэффициент, величина которого определяется числом Рейнольдса потока;
Tm температура теплоносителя в теплообменнике;
k0, k1, k2, k3 указанные ранее коэффициенты;

Опытный образец устройства, реализующего предлагаемый способ определения вязкости, изготовлен на базе унифицированных технических средств, испытан и эксплуатируется в составе автоматического управления технологической линией производства полиэтилдентерефталата в Могилевском ПО "Химволокно".
Класс G01N11/12 с измерением увеличения или уменьшения скорости перемещения тела; путем измерения проникновения клиновидных калибров