Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Расходомеры и счетчики количества веществ. Расходомеры обтекания, силовые, тепловые, оптические, ионизационные, ядерно-магнитные, концентрационные, меточные, корреляционные, вихре

.pdf
Скачиваний:
48
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
20.08 Mб
Скачать

Если концентрация одной из фаз мала, то получим дисперс­ ную или пузырьковую структуру, при которой капли жидкости (или пузырьки пара) равномерно распределены в паре (или жид­ кости). С увеличением доли жидкости начинается расслоение фаз

ипоявление раздельного течения. При вертикальной трубе жид­ кость все в большей степени располагается в виде кольцевого слоя вдоль стенок, а в средней части еще сохраняется дисперсионно­ капельная структура. Такую переходную структуру называют дисперсно-кольцевой. При дальнейшем увеличении доли жидко­ сти в смеси наступает полностью расслоенное течение, которое в вертикальной трубе имеет кольцевую структуру, центральная часть заполнена одним паром или газом. В горизонтальной трубе при расслоенном течении нет кольцевого слоя жидкости. Послед­ няя под действием сил тяжести все в большей мере опускается вниз и движется по нижней части трубы, а в верхней ее части перемещаются пар или газ вместе с еще не осевшими каплями жидкости. С увеличением скорости поток и одновременным воз­ растанием доли жидкости на поверхности раздела фаз начинают возникать волновые гребни. Они растут с увеличением скорости

иначинают рассекать на отдельные части поток пара или газа, движущийся в центре вертикальной трубы или в верхней части горизонтальной трубы. Так возникает пробковая или снарядная структура потока. Здесь пар или газ перемещается в виде отдель­ ных пробок или пузырей, перекрывающих полностью или час­ тично сечение трубы. Их частота (от доли 1 Гц до 4 -5 Гц) зависит от скорости потока 1>с, или, точнее, от числа Фруда Fr - v^/gD (где g — ускорение силы тяжести; D — диаметр трубы), и от расходного газосодержания Р0. При дальнейшем росте доли жид­ кости газовые пробки уменьшаются в размере, переходя частич­ но в мелкие газовые пузыри. Возникает пузырьково-снарядная структура, которая затем переходит в пузырьковую. В вертикаль­ ной трубе пузырьки распределены равномерно по сечению, а в го­ ризонтальной они движутся в верхней части.

При увеличении доли газа в смеси имеем обратную картину перехода от жидкостного однофазного потока к пузырьковой, пузырьково-снарядной и пробковой или снарядной структуре. При дальнейшем увеличении газосодержания в потоке, сопровождаю­ щемся обычно увеличением средней скорости газа, происходит переход от пробковой структуры к расслоенному течению, внача­ ле с волнами на границе раздела фаз. Амплитуда этих волн умень­ шается по мере увеличения доли газа тем раньше, чем меньше средняя скорость потока, и поверхность раздела фаз становится гладкой. Затем наступает дисперсная структура и при полном

отсутствии жидкости образуется однофазный поток.

В промышленных трубопроводах наиболее распространена проб­ ковая структура потока. Подробнее о структуре двухфазных по­ токов см. в работах [013, 18, 25] и в кн. 1.

231

12.2. ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМНОГО РАСХОДА ИЛИ СКОРОСТИ ДВУХФАЗНОЙ СРЕДЫ

Одновременное измерение объемного расхода или средней ско­ рости потока совместно с измерением его плотности с успехом применяют для определения массового расхода однофазных сред, а также для многокомпонентных смесей, если все компоненты находятся в одной фазе.

Для двухфазных веществ положение осложняется различием в скоростях отдельных фаз. Тем не менее данный метод измере­ ния расхода находит применение при гидро- и пневмотранспорте. В этих случаях обычная цель измерения — определение массово­ го расхода твердого компонента QT м, транспортируемого водой или воздухом. Если допустить равенство скоростей тяжелого и легкого компонентов смеси, то для определения QT мчерез объем­ ный расход QQ с смеси имеем зависимость

® т. м ^мРс^о. с*

Подставляя в нее значения Лм = рт (рс - Рл)/Рс (рт - рл), получим

® Т . С “ ^ ^Рс

Рл) ®о. м*

где k = рт/(рт - рл).

что, зная плотности тяжелой

Из этого уравнения следует,

и легкой фаз, путем измерения Q0 с и плотности смеси рс можно найти расход QT м твердого компонента. Данное уравнение спра­ ведливо при сильном измельчении твердого компонента, когда его скорость L>T очень близка к скорости легкой фазы ил. Для угольного порошка, транспортируемого воздухом [45], при раз­ мере частиц 5, 10, 20, 40, 60 и 80 мкм отношение v /\)л (% ) будет соответственно равно 99,7, 99,6, 99,4, 99,2, 98,6 и 97,8. Следова­ тельно, если размер частиц не превышает 50 мкм, то скорость vT отличается от ил не более, чем на 1 % . С увеличением диаметра трубы и скорости потока vT становится еще ближе к 1>л. Но при значительных размерах твердых частиц возникает заметное раз­ личие скоростей vT и 1>л, причем с увеличением концентрации твердой фазы эта разница сперва возрастает, а затем падает [43].

В случае существенной разницы скоростей 1>т и vn расход QT м надо определять по формуле

® Т . М “ ^ (Р с Р л ) ® 0 . С V T / V C*

Можно вместо объемного расхода смеси Q0 измерять среднюю скорость твердой фазы ит, например с помощью корреляционного метода. Тогда не надо знать соотношения скоростей vT/vcy и иско­ мый расход QT м определяется по формуле

« т . с = * < Р с - Р л Я Ч .

где F — площадь поперечного сечения трубопровода.

232

Для определения QT с по любой из последних формул нужно знать плотности рт и рл. Плотность легкой фазы рл — воды или воздуха — обычно известна с достаточной точностью. Необходи­ мая же точность определения рт зависит от отношения рт/рл- Чем это отношение меньше, тем точнее надо измерять рт. Так, чтобы дополнительная погрешность измерения QT м не была выше 1 % при рт/рл, равном 1,5, 2 и 3, надо измерять р_ с погрешностью, не превышающей 0,5, 1 и 2 % соответственно. Для угольных пульп, имеющих рт/рл = 1,3, следует измерять рт с погрешностью не более 0,3 % с тем, чтобы погрешность QT м не возросла более, чем на 1 % .

Другой возможный источник погрешности — присутствие газа

впульпе. Такую смесь надо рассматривать как трехфазную и при­ менять к ней особые методы измерения.

Измерять Q0 с нужно на вертикальной трубе во избежание кон­ центрации твердой фазы в нижней части трубы и возможного нарушения осевой симметрии потока, а также равномерности элек­ трической проводимости по его сечению. Опасность этих явлений возрастает с увеличением размеров частиц твердой фазы.

Испытания, проведенные во ВНИИгидроуголь, на вертикаль­ ной трубе диаметром 50 мм показали, что при измерении расхода угольной, глинистой, гравийной и песчаной пульп погрешность электромагнитного расходомера оказалась в пределах класса при­ бора (±1,5 %). При горизонтальном расположении преобразовате­ ля расхода погрешность оказалась значительно большей и возра­ стающей с увеличением концентрации твердой фазы и уменьше­ нием скорости пульпы. Кроме того, погрешность зависела от рас­ положения электродов.

Учитывая высокую абразивность многих пульп, в ДонУГИ были разработаны [21, 22] конструкции преобразователей расхода со сменной внутренней гильзой из абразивостойкого непроводящего материала, а при больших давлениях в трубе магнитную систему

вэлектроизоляционном компаунде размещали внутри корпуса преобразователя. В необходимых случаях обеспечивалась и взрывобезопасность конструкции. В конструкциях разработанных во ВНИИгидроуголь, преобразователь имеет внутреннее полиурета­ новое каучуковое покрытие.

Для измерения плотности рс угольных и рудных пульп чаще других применяют весовые плотномеры, основанные на неболь­ шом провисании горизонтального участка трубы, имеющего уп­ ругие подвески и соединенного гибкими манжетами с трубопро­ водом. Известны конструкции весовых плотномеров СКВ САУ, ДонУГИ [22] и Гипроуглеавтоматизации. Перемещение подвиж­ ного участка трубы преобразуется в электрический сигнал, по­ ступающий вместе с сигналом от электромагнитного преобразо­ вателя расхода в счетно-решающую схему. Обычно преобразова­ тель плотности работает по компенсационной схеме, при которой подвижной участок трубы возвращается в исходное положение

233

с помощью реверсивного двигателя, изменяющего натяжение урав­ новешивающей пружины или же ток в обмотке электромагнита силовой компенсации. ВНИИгидроуголь для измерения плотнос­ ти применял радиоизотопный плотномер ПР-1024П, снабженный преобразователем положения движка реохорда в сигнал постоян­ ного тока.

Для измерения расхода смеси воздуха с твердой фазой, в част­ ности пылеугольного топлива, был исследован [45] ультразвуко­ вой метод. При этом частота ультразвуковых колебаний выбира­ лась небольшой, с тем чтобы получить длину волны на порядок больше самых крупных частиц твердой фазы. Этим избегают ослаб­ ления акустической волны при ее рассеивании твердыми частица­ ми. В работе [45] акустические колебания имели частоту 40 кГц и длину волны 10 мм. На рис. 132 показана схема установки для измерения расхода QT м твердой фракции с применением ультра­ звукового преобразователя расхода. Последний состоит из гене­ ратора 3, двух излучающих 4 и двух приемных 14 пьезоэлемен­ тов, соединенных с фазометрическим устройством 12 и измерите­ лем 11 объемного расхода или средней скорости потока. Для из­ мерения плотности имеются: источник I и детектор (3-излучения 2, Р-счетчик 5, температурный компенсатор б, связанный с тер­ мопреобразователем 13ублок линеаризации 7 и измеритель плот­ ности или концентрации 8. Перемножение сигналов объемного расхода и плотности дает сигнал, пропорциональный расходу QT м твердой фазы, поступающий на его преобразователь 9 и измери­ тель 10. Применение радиоизотопного измерителя плотности не­ обязательно. Логичнее при ультразвуковом методе измерения рас­ хода иметь и ультразвуковой корректор на плотность среды, тем более, что схемы ультразвуковых массовых расходомеров раз­ работаны (см. гл. 16). При установке в трубу элементов пре­ образователей расхода и плотности следует иметь в виду, что пос­ ле введения твердых частиц в воздушный поток нужен учас­ ток разгона для достижения ими установившейся скорости. Длина этого участка возрастает с увеличением размера частиц. Для частиц не более 200 мкм длина участка не превышает 5 м.

 

Вместо измерения об­

 

ъемного расхода

смеси

 

электромагнитным или

 

ультразвуковым

спосо­

 

бом можно ограничить­

 

ся измерением скорости

 

твердой фазы с помощью

 

корреляционного

мето­

 

да, рассмотренного в гл. 9.

 

Применение этого мето­

Рис. 132. Схема установки для измерения объем­

да для двухфазных сред

даже более целесообраз­

ного расхода угольновоздушной смесн, концент­

рации твердой фазы н массового ее расхода

но, чем для однофазных,

234

Рис. 133. Схема использования расходомеров для контроля влажного пара, где G1 - G2 = G3 + М

потому что нет необходимости в устройстве, создающем искусст­ венную неоднородность или метки (например, тепловые) в пото­ ке. В двухфазном потоке неизбежные флуктуации концентрации отдельных фаз имеют случайный характер и могут служить для определения корреляционной функции. Корреляционный метод измерения с успехом применяли для измерения скорости движе­ ния твердой фазы как при пневмотранспорте порошкообразных (мука, цемент), так и гранулометрических сыпучих веществ, на­ пример пшеницы [33, гл. 9: 17], а также для измерения расхода водопесчаной пульпы [гл. 9: 4]. Имеется даже работа [гл. 9: 24] по применению корреляционного метода для измерения расхода воздуховодяной смеси в трубе диаметром 50,8 мм. Объемную кон­ центрацию ср0 воздуха в смеси меняли от 0,6 до 43,6 % . При не­ больших газосодержаниях (при ф0 < 10 %), когда воздух хорошо диспергирован в воде, точность измерения объемного расхода смеси была весьма хорошей. С помощью корреляционного метода вмес­ те с измерением скорости твердой фазы vTили объемного расхода смеси Q0 с надо измерять ее плотность. Для этой цели в упомяну­ тых работах применяли ультразвуковые, емкостные, иониза­ ционные и другие виды преобразователей плотности.

Иногда двухфазную среду, например влажный пар, разделяют на разные фазы в сепараторе [29]. Определение границы перехода насыщенного пара во влажный затруднено рядом факторов, опи­ санных в работе [23] и др.

На рис. 133 показан сепаратор 4, откуда сухая часть пара ис­ пользуется, пройдя через расходомер 3 с СУ или другой, по на­ значению, а конденсат из сепаратора отводят через водосчетчик 5 либо поставщику либо для отопления или горячего водоснабже­ ния. Это экономичнее позволяет использовать влажный пар.

С точки зрения учета тепловой мощности и расхода влажного пара практически в большинстве случаев необходимо наряду с другими параметрами измерять и влажность пара. Одним из вариантов такого измерения может быть периодическое опреде­ ление влажности пара по количеству измеренной «сухой» части пара одним расходомером-счетчиком 3 и слитого из сепаратора конденсата водосчетчиком 5. Тогда влажность пара определяют по формуле

G3 + M ’ где G — масса пара; М — масса воды.

235

Таким образом, для учета у потребителя следует пользоваться либо измерениями поставщика (расходомером 1), либо опреде­ лять влажность с помощью сепаратора или влагомера, а также расход расходомером 2, где пар влажный, если ф менее 20 % .

Однако предлагаемый третий вариант [29] с сепаратором поз­ воляет улучшить, во-первых, технологию использования влаж­ ного пара, а во-вторых, измерять расходы только расходомером 3 «сухой» части пара и водосчетчиком 5 массы воды М, что позво­ ляет вести автоматизированный учет пара с изменяющейся влаж­ ностью любых значений.

В документации иногда дают значение сухости пара, опреде­ ляемое отношением массы «сухой части» G3 ко всей массе X =

=G3/G1.

12.3.ПРИМЕНЕНИЕ РАСХОДОМЕРОВ ОБТЕКАНИЯ И ТУРБИННЫХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ

Из большого разнообразия различных разновидностей расхо­ домеров обтекания для измерения расхода двухфазных веществ находят применение лишь расходомеры с лопастью, воспринима­ ющей динамическое давление потока. Преимущественно они слу­ жат для измерения расхода смесей твердой и газообразной фаз. Формы тела обтекания разнообразные. Так, для измерения рас­ хода пылевоздушных смесей применяли жесткий диск на упру­ гой подвеске, а также тонкую упругую пластинку, закрепленную одним концом [38]. Для измерения расхода суспензии, имеющей высокую концентрацию твердой фазы (до 25 % по объему), тело обтекания имело лобовую часть полушаровой формы, переходя­ щую в конический обтекаемый хвостовик [17].

Давление на тело обтекания зависит не только от скорости v потока, но и от его плотности р, зависящей от концентрации твер­ дой фазы. Поэтому во всех случаях, когда эта концентрация не­ известна или когда она меняется во времени, нужно иметь еще

ипреобразователь плотности потока. Именно с такими условия­ ми приходится иметь дело в газожидкостных потоках. Разрабо­ танный расходомер [41] для измерения расхода парожидкостной смеси, работающий при давлении до 15 МПа и температуре до 300 °С, воспринимает динамическое давление круглой пластин­ кой, укрепленной на упругой консольной балке, снабженной дву­ мя тензорезисторами. Преобразователь плотности ионизационный с источником у-излучения. Для измерения расхода смеси воды

ивоздуха [32] были испытаны как локальные диски, так и рав­ номерно распределенные по всему сечению потока перфорирован­ ные пластины и проволочные сетки, закрепленные на консоль­ ной пружине с индуктивным преобразователем. Преобразова­ тель плотности ионизационный с источником излучения Cs137.

236

Испытания проводили на трубе диаметром 75 мм. Максималь­ ный расход воды 80 м3/ч, воздуха — 153 м3/ч. Наилучшие ре­ зультаты оказались при применении перфорированной пластин­ ки с отверстиями диаметром 21,3 мм, расположенными на рас­ стоянии 1,3 мм друг от друга. При этом погрешность измерения была не выше ±5 % от диапазона измерения. Для измерения рас­ хода пароводяных и водовоздушных смесей испытывались диски обтекания не только в комбинации с ионизационными преобразо­ вателями плотности, но и с турбинными преобразователями расхода [48]. При этом для последних применялись матема­ тические модели, учитывающие двухфазность потока. Кроме того, были испытаны сочетания турбинных преобразователей расхода и ионизационных преобразователей плотности. Но результаты всех этих работ не позволяют дать четких реко­ мендаций по измерению расхода пароводяных и водовоздуш­ ных смесей.

12.4. СИЛОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ ДЛЯ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ

Силовые расходомеры измеряют массовый расход потока QM. Это дает основание для применения их при измерении расхода двухфазных веществ. Но не все разновидности силовых расходо­ меров в равной степени подходят для этого. Турбосиловые не го­ дятся потому, что при закручивании потока происходит сепара­ ция фаз под действием центробежной силы, изменяющая момент сопротивления Мс. Более пригодны кориолисовы расходомеры, в которых поток перемещается в радиальном направлении по от­ ношению к оси вращения. Но и у них вследствие разницы плот­ ностей появляется скольжение фаз как в направлении движения, так и в перпендикулярном направлении. Степень влияния это­ го скольжения на момент М с недостаточно выявлена. Но не­ сомненно, что это влияние возрастает с увеличением угловой ско­ рости.

В Львовском политехническом институте разработан расходо­ мер РЮКГ для измерения расхода газожидкостной смеси [8]. Его испытания на смеси воздуха с трансформаторным маслом дали удовлетворительные результаты при изменении объемного со­ отношения воздуха к жидкости в пределах от 2 до 34. Частота вращения преобразователя расходомера РКЖГ очень большая — 3000 об/мин. В следующей конструкции счетчика количества типа СМНГВ частота была снижена до 750 об/мин.

Значительно большее применение для измерения расхода га­ зонасыщенной нефти получили вибрационные кориолисовы рас­ ходомеры, работающие по схеме, показанной на рис. 27, разрабо­ танные во ВНИИКАнефтегаз. Их описание дано в гл. 2.

237

Погрешность измерения расхода водовоздушной смеси, а также воды ±(3-5-3,5) % . Погрешность измерения расхода газовой фазы — ±(5,5-5-9) % . Приборы рассчитаны на давление до 4 МПа, темпера­ туру от 5 до 50 °С и вязкость смеси до 1,2 •1(Г4 м2/с. Допустимое отношение объемного расхода газа к жидкости не более 10.

Расходомеры ВНИИКАнефтегаз уже эксплуатируются в про­ изводственных условиях. При этом обнаружено влияние на пока­ зания повышения уровня жидкости в камере, где вибрирует труб­ чатый преобразователь, происходящее при больших расходах. Нормально верхняя часть камеры должна быть заполнена газом. Кроме того, в некоторых случаях имеет место влияние посторон­ них вибраций. Ведутся работы по устранению этих недостатков, а также снижению значительной потери давления при больших расходах.

Кориолисовы расходомеры с непрерывным вращением ротора нашли применение для измерения расхода цемента, песка, шла­ ма и других сыпучих веществ и гидросмесей. Несколько типораз­ меров таких расходомеров типа РМ разработано [12] в промыш­ ленности строительных материалов (ВНПО «Союзавтоматстрой»). Ротор преобразователя расхода состоит из двух дисков с верти­ кальной осью, с укрепленными между ними радиальными лопат­ ками. Сыпучий материал или пульпа поступает сверху в цент­ ральное отверстие верхнего диска, закручивается лопастями и од­ новременно перемещается от центра к периферии, откуда ссыпается в приемный желоб. Кориолисовы силы, приложенные к радиаль­ ным лопастям, создают момент сопротивления, вызывающий за­ крутку противодействующей пружины. Последняя связана с плун­ жером дифференциально-трансформаторного преобразователя, вырабатывающего измерительный сигнал. Расходомеры РМ-ЗООМ, РМ-400М и РМ-500М рассчитаны на пределы измерения 0-50; 0 - 125 и 0-200 т/ч при мощности асинхронных двигателей 3; 5,5 и 10 кВт соответственно. Эта мощность взята с двухили трехкрат­ ным запасом, чтобы удерживать изменение частоты вращения в мо­ менты изменения нагрузки (расхода вещества) в допустимых пре­ делах. На специально созданной расходомерной установке были проведены испытания этих расходомеров на воде, известковом шламе, песке и молотом керамзите. Погрешность измерения в диа­ пазоне от 20 до 100 % шкалы не превышает ±2,5 % . Расходоме­ ры РМ предназначены для безнапорных трубопроводов.

В институте зерна (ВНИИЗ) разработан расходомер для изме­ рения расхода муки, зерна, отрубей, крупок и т. п. Непрерывно вращающаяся крыльчатка, на которую сверху поступает сыпучее вещество, и электродвигатель имеют вертикальную ось. Статор последнего подвешен на трех плоских пружинах. По углу пово­ рота статора, воспринимаемому плунжером дифференциально­ трансформаторного преобразователя, измеряется крутящий мо­ мент, пропорциональный массовому расходу.

238

12.5. ТЕПЛОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ ДЛЯ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ

Тепловые расходомеры, как и силовые, измеряют мас­ совый расход QM вещества. Это благоприятствует примене­ нию некоторых их разновидностей для измерения расхода двухфазных потоков. Наиболее подходящи неконтактные тепловые расходомеры с наружным расположением нагрева­ теля.

Уже давно для измерения расхода угольной пульпы в трубе диаметром 300 мм был применен преобразователь расхода, состоящий из наружного электрического нагрева­ теля точечного типа с одним терморезистором, помещенным около него, и другим — установленным на ненагретой стенке трубы. Терморезисторы включены в плечи автоматически уравновешивающегося моста. Испытания расходомера при ско­ ростях угольной пульпы от 1 до 4,5 м дали положительные результаты.

Специально для измерения расхода различных пульп,

шлама, горячего

гидрогенизата и других подобных веществ

в Ленинградском

технологическом институте им. Ленсовета

(ЛТИ) был разработан тепловой расходомер, в котором нагрев или охлаждение потока осуществляется с помощью воды или другого жидкого теплоносителя (см. рис. 57). Такой расходо­ мер был с успехом испытан на алюминатном растворе и на нефе­ лино-известковой пульпе. Расходомеры с вспомогательным теп­ лоносителем особенно целесообразны для кристаллизирующих ве­ ществ.

Работы, проведенные в ЛТИ, доказали возможность с по­ мощью термоконвективных тепловых расходомеров с наруж­ ным расположением нагревателя и термопреобразователей измерять массовые расходы газожидкостных смесей при не­ большом давлении в трубопроводе. В этих условиях плот­ ность газовой фазы во много раз меньше плотности жидкос­ ти и массовой расход смеси определяется практически лишь массовым расходом жидкой фазы. Опыты проводили [10] на трубе диаметром 50 мм. Максимальный расход воды был 15 т/ч, а воздуха — 60 м3/ч. Расходное газосодержание из­ меняли от 0 до 0,98. При турбулентном режиме движения погрешность измерения массового расхода не превышала 2,5 % от предела шкалы. Но по мере увеличения давления, а следовательно, и плотности газа последний будет влиять на показания прибора. В этом случае для возможности отдель­ ного определения расхода жидкой и газовой фаз надо в допол­ нение к тепловому расходомеру иметь еще другой расходо­ мер, измеряющий объемный расход, или плотномер, измеряю­ щий плотность смеси.

239

12.6. ФЛУКТУАЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ

Флуктуационный метод измерения расхода двухфазного или двухкомпонентного потока основан на измерении интенсивности флуктуаций какого-либо параметра потока, обычно его плотнос­ ти, зависящей от расхода потока.

В двухфазных или двухкомпонентных потоках распределение отдельных фаз или компонентов носит случайный характер. Если в таком потоке выделить контрольное сечение или контрольный объем между двумя сечениями и измерять плотность или другую величину, характеризующую соотношение фаз в этом сечении или объеме, то можно обнаружить непрерывные флуктуации этой ве­ личины вокруг некоторого среднего значения.

Назовем интенсивностью

этих флуктуаций величину, оп­

ределяемую формулой

 

и Ф = ^

где f — частота флуктуаций; Ас — среднее значение амплитуды сигнала при каждой единичной флуктуации соотношения фаз. С увеличением скорости или объемного расхода потока частота f и интенсивность флуктуаций плотности или другого парамет­ ра, характеризующего соотношение фаз, будут возрастать. Но, кроме того, частота и интенсивность флуктуаций будет зависеть от средней концентрации фаз, например твердой фазы в пульпе. С увеличением этой концентрации будет возрастать число (или объем) твердых частиц, проходящих в единицу времени через контрольное сечение или контрольный объем.

В простейшем случае, когда концентрация фаз не меняется (или она известна), то достаточно измерять только интенсивность или частоту флуктуации, чтобы получить суждение о расходе. Если скорость или расход измеряются или они постоянны, то путем измерения флуктуации можно судить о средней концент­ рации фаз в потоке. Точность такого рода измерений будет опре­ деляться степенью близости корреляционной зависимости интен­ сивности или частоты флуктуаций от скорости и средней концен­ трации к зависимости функциональной и, кроме того, от стабиль­ ности физических свойств компонентов потока, в частности гранулометрического состава твердой фазы. Таким путем изме­ рялся расход ферромагнитной пульпы, а также сыпучих диэлек­ трических материалов. В первом случае при движении пульпы происходит изменение магнитного сопротивления магнитопровода преобразователя расхода [11]. В результате возникает измене­ ние магнитного потока и индуцирование ЭДС в измерительной обмотке. Частота флуктуации ЭДС при испытании расходомера на рудообогатительной фабрике оказалась связанной тесной кор­ реляционной зависимостью с расходом пульпы. Показания изме-

240

Соседние файлы в папке книги