Спосіб визначення густини рідких суспензій

Способ определения плотности жидких суспензий, основанный на измерении разности давлений анализируемой и сравнительной жидкостей путем подачи их в напорные емкости и последующей подачи жидкостей на дифманометр, измеряющий разность давлений, отличающийся тем, что подачу анализируемой жидкости на дифманометр осуществляют путем ее непрерывной циркуляции через напорную емкость. Предлагаемое изобретение относится к способам определения плотности жидких суспензий путем измерения разности давлении и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например химической, нефтяной, нефтехимической и других, где существует необходимость определения плотности жидких суспензий, содержащих твердые частицы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения плотности жидких суспензий, основанный на измерении разности давлений, путем подачи анализируемой и сравнительной жидкостей в соответствующие напорные емкости и последующей подачи жидкостей на дифманометр, измеряющий разность давлений (2) Недостатком этого способа является также недостаточно высокая его надежность в промышленных условиях вследствие наличия в жидкости твердых частиц, которые в процессе работы выпадают в осадок в нижней части емкости и напорном трубопроводе анализируемой жидкости, закупоривая плюсовую импульсную линию дифманометра. В основу изобретения поставлена задача создания способа для определения плотности жидких суспензий, в котором путем новой взаимосвязи известных операций способа с дополнительно введенной новой операцией обеспечивается возможность предотвращения осаждения твердых частиц и закупоривания плюсовой линии дифманометра. Эта задача решается благодаря тому, что в известном способе для определения плотности жидких суспензий, основанном на измерении разности давлений анализируемой и сравнительной жидкостей путем подачи их в напорные емкости и последующей подачи жидкостей на дифманометр, измеряющий разность давлений, согласно предлагаемому изобретению анализируемую жидкость одновременно с подачей на дифманометр возвращают в напорную емкость. Предложенный способ определения плотности жидких суспензий позволяет предотвратить оседание твердых частиц в анализируемой жидкости и закупоривание импульсной линии дифманометра путем создания разности давлений анализируемой жидкости, подаваемой на дифманометр и возвращаемой в напорную емкость, создавая тем самым ее циркуляцию за счет того, что давление, дополнительно создаваемое в анализируемой жидкости для ее возврата в напорную емкость, постоянно сбрасывается, путем подачи анализируемой жидкости в открытую напорную емкость, сообщающуюся с атмосферой, и расходуется на создание скоростного напора, предотвращающего осаждение твердых частиц в напорном трубопроводе, но величина его ограничена допускаемой погрешностью измерения плотности Разность давлений создают, например, с помощью нагнетателя, принцип действия которого может БЫТЬ различным: электрическим, пневматическим или гидравлическим Предложенный способ характеризуется новой совокупностью признаков, которая обеспечивает получение качественно нового технического результата, а именно, предотвращение оседания твердых частиц и закупоривания плюсовой им СМ О 00 см 28005 пульсной линии дифманометра, что повышает надежность способа. Предлагаемое изобретение поясняется чертежом и примером осуществления способа. На чертеже представлен общий вид системы измерения плотности жидких суспензий. Система включает дифманометр 1, последовательно соединенный с вторичным прибором 2, две напорные емкости 3, 4 с переливными патрубками 5, 6 и напорными трубопроводами 7, 8, причем напорный трубопровод 7 соединен с плюсовым входом дифманометра 1, а напорный трубопровод 8 соединен с минусовым входом дифманометраі. Напорный трубопровод 7 дополнительно соединен с напорной емкостью 3 посредством возвратного трубопровода 9, снабженного пневматическим нагнетателем 10, для создания давления анализируемой жидкости, возвращаемой в напорную емкость 3 через возвратный трубопровод 9. Способ осуществляют следующим образом. Анализируемую жидкую суспензию подают на вход напорной емкости 3, из которой через напорный трубопровод 7 ее подают на плюсовой вход дифманометра 1 и одновременно через возвратный трубопровод 9 анализируемую жидкость под давлением, создаваемым нагнетателем 10, возвращают в напорную емкость 3. Создавая таким образом разность давлений анализируемой жидкости в трубопроводах 7 и 9, она циркулирует в системе: напорная емкость 3 сливной патрубок 5 - напорный трубопровод 7 плюсовой вход дифманометра 1 - возвратный трубопровод 9, независимо от подачи свежей анализируемой жидкой суспензии в напорную емкость 3 из технологического процесса. Одновременно в напорную емкость 4 подают сравнительную жидкость, которую по напорному трубопроводу 8 подают на минусовый вход дифманометра 1. Выходной сигнал дифманометра 1 поступает на вход вторичного прибора 2, шкала которого градуирована в единицах плотности, а начало шкалы соответствует суспензии и плотности сравнительной жидкости. В нижней части напорного трубопровода 7 возникает давление Р, создаваемое гидростатическим столбом Н анализируемой жидкой суспенV2 зии и ее скоростным напором Нск= — , выраженным в метрах, величина которого равна V - линейная скорость анализируемой жидкой суспензии внутри напорного трубопровода 7, Н - высота гидростатического столба жидкости. Ниже приведены результаты расчета, обоснование и условия допустимости пренебрежения величиной давления, создаваемого скоростным напором. Практически на плюсовой вход дифманометра 1 поступает давление Р(+)=р а .д-Н. На минусовый вход дифманометра 1 поступает давление, создаваемое гидростатическим столбом Н сравнительной жидкости, величина которого равна Р(-)=рс g • Н. На выходе дифманометра 1 формируется сигнал, пропорциональный разности входных давлений; Рвых=с(Р(+)-Р(-))=с(ра.д• Н-рс д • Н) =с.д• Н(ра~рс) ВЫХОДНОЙ сигнал дифманометра 1 поступает на вход вторичного прибора 2, который градуирован в единицах плотности. Началу шкалы вторичного прибора 2 соответствует минимальная плотность анализируемой жидкой суспензии, равная плотности р с сравнительной жидкости, при этом входной сигнал дифманометра 1 соответствует его нулевому выходу. Расчет погрешности способа определения плотности жидких суспензий от влияния скоростного напора анализируемой жидкости внутри напорного трубопровода 7. Исходные данные и обозначения, принятые в расчете: 1. Погрешность дифманометра - 5g=0,5%. 2. Погрешность вторичного прибора - бвпр. =0,5% 3. Погрешность, вызванная циркуляцией анализируемой жидкости 5ц (приведена в таблицах 1, 2). 4 Общая погрешность измерения плотности 5 плотномера (приведена в таблицах 1,2). 5. Скорость жидкости в напорном трубопроводе 7 - V (м/с). 6. Высота напорного трубопровода 7 - Н (м) 7. Скоростной напор анализируемой жидкости в напорном трубопроводе Нск(м) 8. Общая погрешность системы измерения плотности - плотномера, %. 9. Плотность анализируемой жидкости ра(кг/м3) где: р а - плотность анализируемой жидкой суспензии, g - ускорение силы тяжести, Нм VM/C НСКІ М 5u=E£Lx100%, &пл-ра% 10. Плотность сравнительной жидкости Рс(кг/м3) Результаты расчета приведены в таблицах 1 и 2, когда высота гидростатического столба жидкости равна Н=1м и Н=2м. Таблица! 1 М 1.0 0,05 5 0,8 0,032 3,2 0,6 0,018 1,8 0,5 0,0125 1,25 0,4 0,008 0,8 0,3 0,0045 0,45 0,2 0,002 0,2 0,1 0,0005 0,05 0,05 0,000125 0,0125 0 0 0 5,05 3,277 1,934 1,436 1,068 0,838 0,734 0,709 0,7072 0,7071 28005 Таблица 2 1,0 0,05 2,5 0,8 0,032 1,6 0,6 0,018 0,9 0,5 0,0125 0,625 0,4 0,008 0,4 2м 0,3 0,0045 0,225 2,6 1,75 1,145 0,944 0,812 0,742 Нм VM/C НскМ 5 ц =%хіоо%, н Опл-ра >° Как правило, используемые промышленные дифманометры и вторичные приборы имеют класс точности 0,5 и более. Следовательно, даже при отсутствии циркуляции анализируемой жидкости суммарная погрешность системы измерения плотности 5 плотномера равна 0,7071 и более. Циркуляция анализируемой жидкости в предлагаемом способе определения плотности проходящей со скоростью V меньшей или равной 0,3 м/сек, хотя и повышает погрешность измерения плотности на величину: 0,2 0,002 0,1 0,1 0,0005 0,025 0,05 0,000125 0,00625 0 0 0 0,714 0,7075 0,70713 0,7071 (0,838-0,707)=0,13%, при высоте Н=1м или (0,742-0,707)=0,035%, при высоте Н=2м, но значительно повышает надежность способа. Высота Н гидростатического столба анализируемой жидкой суспензии выбирается исходя из необходимого диапазона шкалы плотномера и шкалы дифманометра. Как правило, принимают Н больше 1. В этих случаях погрешность, вносимая циркуляцией анализируемой жидкой суспензии, незначительна. 6 5 г г 3 V9 4 Jу 4 VI 8 У 2 А 10 і г— 1 і Фнг.1 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 Підписано до друку Q$.Q£~ 2001 р. Формат 60x84 1/8. Обсяг о 3JP обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам. S4 УкрІНТЕІ Вул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22