流动蒸汽湿度测量方法的研究与比较
物理实验技术中的湿度测量与分析方法
物理实验技术中的湿度测量与分析方法概述湿度是环境中非常重要的一个参数,它对于许多物理实验的运行和结果都有着重要的影响。
因此,如何准确地测量和分析湿度是物理实验技术中的一项关键任务。
本文将介绍一些常用的湿度测量方法以及分析湿度的相关技术。
湿度测量方法1. 干湿球测量法干湿球测量法是一种常见的湿度测量方法。
它利用干湿两个温度计的测量结果来计算湿度的值。
干球温度计测量的是环境的干球温度,而湿球温度计则测量的是湿球上水分蒸发的冷却效果所导致的湿球温度。
通过比较干球温度和湿球温度的差异,可以确定空气的湿度。
2. 电容式湿度传感器电容式湿度传感器是一种基于电容原理的湿度测量设备。
它使用两个金属电极之间的空气介质作为电容器,并根据空气中的湿度改变电容值来测量湿度。
该传感器具有响应速度快、精度高等特点,广泛应用于实验室和工业等领域。
湿度分析方法1. 湿球温度的计算湿球温度是湿度测量中的一个重要参数。
通过计算湿球温度的变化,可以得到湿度的值。
湿球温度的计算可以基于湿球温度计的测量结果以及气体的热力学性质来完成。
一般情况下,湿球温度的计算可采用阿道尼斯湿球温度计算公式。
2. 湿度的统计分析在物理实验中,湿度的变化往往会对实验结果产生一定的影响。
因此,对湿度进行统计分析是非常重要的。
可以使用数据分析软件如Matlab、Python等工具进行湿度数据的统计分析。
通过统计分析,可以得到湿度的均值、方差、相关系数等重要参数,从而更好地理解湿度对实验结果的影响。
实验技术中的湿度控制除了湿度测量和分析外,湿度的控制对于一些需要精确控制环境条件的物理实验也是非常重要的。
在实验室中,可以采用空气调节设备如湿度控制器、加湿器等来实现精确控制湿度的目的。
另外,在一些特殊的实验环境下,如超低温实验、高湿度实验等,还需要采取额外的措施来保证湿度的稳定性和准确度。
总结在物理实验技术中,湿度的测量和分析是非常重要的一个环节。
通过合适的湿度测量方法和分析技术,可以准确地获取湿度的值,并更好地理解湿度对实验结果的影响。
湿度测量方法
θw、θs —— 分别为空气的干、湿球温度; B —— 大气压力。
A —— 与风速有关的系数;
将上式代入前式,可得相对湿度计算公式为:
Pbs w s AB 100% Pb Pb 根据θw、θs分别对应有确定的Pb、Pb,s值,所 以根据干、湿球温度计的读数差,即可由上式确 定被测空气的相对湿度。
干 球 温 度 计
湿 球 温 度 计
刻度盘
纱布
水槽
• 特点
– 无风速控制,无屏蔽辐射 – 水易污染 – 测量误差较大
• 注意:
• ①湿球温度计安装时,要求温度计的球部离开水杯上 沿至少2~3cm, • ②应使湿球温度计周围空气流速保持在2.5m/s以上, 使A为常数。
通风干湿球温度计(阿斯曼)
• 构造
– 温度计置于金属套管内 – 微型风机, Tw Ts
• 特点
– 湿球附近风速固定在2.5m/s – 金属套管屏蔽辐射 – 蒸馏水随时滴入
二、干湿球电信号传感器与温度计 干湿球电信号传感器是一种将温度参数转换成电信号的仪 表,也叫电动干湿球温度计。它和干湿球温度计的作用原理相同。 主要差别是干球和湿球用两支微型套管式镍电阻(或其他电阻 温度计)所代替。另外增加一个微型轴流通风机,以便在镍电 阻周围造成一恒定风速的气流,此恒定气流速度一般为2.5m/s 以上 ,提高测量精度。
90%RH 80%RH 70%RH 60%RH 50%RH 40%RH 30%RH
第1节 概述
一、空气湿度的表示方法 湿度是表示空气中水蒸气含量多少的尺度。 1.绝对湿度 绝对湿度定义为在每立方米湿空气(或其他气体),在标准状 态下(0℃,760mmHg)所含水蒸气的重量,即湿空气中的水 蒸气的密度,以字符ρ表示,单位为克/米3。
温湿度计的测量方法和技术指标
温湿度计的测量方法和技术指标温湿度计湿度定义:在计量法中规定,湿度定义为”物象状态的量”。
蒸汽流量计说:日常生活中所指的湿度为相对湿度,用RH%表示。
总言之,即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。
湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。
对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值(重量或体积)等等。
湿度计分类:按测量方法分类1.干湿球湿度计;2.露点湿度计;3.毛发湿度计4.库伦湿度计;5.电化学湿度计;6.光学型湿度计湿度测量方法:温湿度计湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。
但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。
一个看似简单的量值,深究起来,涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算,初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素,因而影响传感器的合理使用。
蒸汽流量计说:常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法),静态法(饱和盐法、硫酸法),露点法,干湿球法和电子式传感器法。
①双压法、双温法是基于热力学P、V、T 平衡原理,平衡时间较长,分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。
由于采用了现代测控手段,这些设备可以做得相当精密,却因设备复杂,昂贵,运作费时费工,主要作为标准计量之用,其测量精度可达±2%RH 以上。
②静态法中的饱和盐法,是湿度测量中最常见的方法,简单易行。
但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严,对环境温度的稳定要求较高。
用起来要求等很长时间去平衡,低湿点要求更长。
特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时,每次开启都需要平衡6~8 小时。
③露点法是测量湿空气达到饱和时的温度,是热力学的直接结果,准确度高,测量范围宽。
温湿年度计常见的测量方法总结
温湿年度计常见的测量方法总结温湿年度计常见的测量方法总结湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。
但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。
一个看似简单的量值,深究起来,涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算,初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素,因而影响传感器的合理使用。
常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法),静态法(饱和盐法、硫酸法),露点法,干湿球法和电子式传感器法。
①双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理,平衡时间较长,分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。
由于采用了现代测控手段,这些设备可以做得相当精密,却因设备复杂,昂贵,运作费时费工,主要作为标准计量之用,其测量精度可达±2%RH以上。
②静态法中的饱和盐法,是湿度测量中最常见的方法,简单易行。
但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严,对环境温度的稳定要求较高。
金属分析仪用起来要求等很长时间去平衡,低湿点要求更长。
特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时,每次开启都需要平衡6~8小时。
③露点法是测量湿空气达到饱和时的温度,是热力学的直接结果,准确度高,测量范围宽。
计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。
但用现代光-电原理的冷镜式露点仪价格昂贵,常和标准湿度发生器配套使用。
④干湿球法,这是18世纪就发明的测湿方法。
历史悠久,使用最普遍。
干湿球法是一种间接方法,它用干湿球方程换算出湿度值,而此方程是有条件的:金属分析仪即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s以上。
普通用的干湿球温年度计将此条件简化了,所以其准确度只有5~7%RH,干湿球也不属于静态法,不要简单地认为只要提高两支温年度计的测量精度就等于提高了湿年度计的测量精度。
⑤电子式湿度传感器法电子式湿度传感器产品及湿度测量属于xx年代兴起的行业, 近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。
湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。
双层套管直接加热式流动湿蒸汽湿度测量仪
针 对加 热法 在湿 蒸汽 汽轮 机湿度 测 量 中存 在 的 问
题 , 文提 出 了一种 以双 层 套 管 为 加 热元 件 的直 接 加 本 热方法 。双 层套 管 的 内层 管用 来 加 热 湿 蒸 汽 取 样 , 使
湿蒸 汽取样 过热 ; 外层 管加 热用 来维 持 内 、 层 管壁 具 外
收 稿 日期 :
2 0 0 6— 1 2—2 8
基 金 项 目 : 国 家 自然 科 学 基 金 重 点 资 助 项 目(0 30 0 5365) 作 者 简 介 : 徐 廷 相 , , 安 交 通 大 学 教 授 , 士 生导 师 , 要 从 事 动 力 机 械 与 工 程 、 相 流动 与两 相 分 离 理 论 的 教 学 与 研 究 。 男 西 博 主 两
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维普资讯
双 层 套 管直 接 加 热 式 流 动 湿 蒸 汽 湿 度 测 量 仪
徐 廷相 , 利 特 , 章 辛 杨 , 铁 瑜 高
西安 交通 大学 , 陕西 西安 7 0 4 10 9
[ 摘
要 ] 提 出了一 种 以能量 守恒 定律 为基础 , 用于加 热 法测 量 流动 湿蒸 汽 湿度 的计 算表 达 式 , 以 并
[ 关
键
词] 双 层套 管 ; 接加 热 ; 直 流动 湿蒸 汽; 湿度 测量 ; 湿度 测量 仪
蒸汽的测量和调节
4.3、控制阀的选型
A、 控制阀选型的重要性 控制阀是自控系统中的执行器,它的应用质量直接反应在 系统的调节品质上。作为过程控制中的终端元件,人们对它的 重要性较过去有了更新的认识。控制阀应用的好坏,除产品自 身质量、用户是否正确安装、使用、维护外,正确地计算、选 型十分重要。由于计算选型的失误,造成系统开开停停,有的 甚至无法投用,所以对于用户及系统设计人员应该认识阀在现 场的重要性,必须对控制阀的选型引起足够的重视。
能达到的。
2.4、几种蒸汽流量计及其新发展
(2)、涡街流量计
涡街流量计是振荡型流量仪表的典型代表,它是在流体 前进方向上放置一线形物体,液体在该物体后方形成两列规 则的非对称旋涡列,旋涡列的频率与流速成一定比例,通过 测量频率而达到对流体体积的测量。
这种测量方法的特点是管道内无可动部件。读数重复性 好,可靠性高,使用寿命长,线性测量范围宽 (气体约为30: 1,液体约为10:1),几乎不受温度、压力、密度、粘度等 变化的影响,压力损失小,精度高(约为0.5%),其工作温 度可达-40-+400~℃,工作压力可选30MPa以上。
2.1、蒸汽流量测量的特点
过热蒸汽、饱和蒸汽、湿饱和蒸汽,以及湿饱和蒸汽 的湿度,这些对准确测量蒸汽的质量非常重要。
测量要求为精度、稳定性、量程比、压力损失特性 及信息可传递性。
测量内容为质量瞬时流量、质量累积量、热量瞬时 流量、热量累积量、差压、压力、温度。
2.2、蒸汽流量测量的原理
蒸汽质量流量的测量是通过测量节流元件不同部位引 出的压差或通过测量蒸汽的流速,以及间接求得蒸汽密度来 实现的。蒸汽的热流量测量是以蒸汽质量流量测量为基础的, 质量流量乘以蒸汽热焓而得到的。蒸汽的密度(热焓)通过测 量蒸汽的温度和/或压力,通过一定数学公式计算求得,也 可通过自动查表求得,后一种方法精确度较高。蒸汽湿度的 测量目前还不现实,只能估计。
湿度检测原理
湿度检测原理湿度是指空气中水汽含量的多少,通常以相对湿度来表示。
在许多领域,如气象、农业、工业生产等,湿度的检测都具有重要意义。
湿度的准确检测可以帮助人们更好地了解环境条件,从而采取相应的措施。
本文将介绍湿度检测的原理及常见的检测方法。
首先,我们来了解一下湿度检测的原理。
湿度的检测原理主要是通过测量空气中水汽的含量来实现的。
空气中的水汽含量会随着温度的变化而变化,因此在测量湿度时,通常也需要考虑温度因素。
常见的湿度检测原理包括电阻式、电容式和光学式等方法。
电阻式湿度检测原理是利用一种特殊的电阻器来测量空气中的水汽含量。
当空气中的水汽含量发生变化时,电阻器的电阻值也会发生相应的变化,通过测量电阻值的变化来确定空气中的湿度。
这种方法简单、成本较低,但精度较低,通常用于一些对湿度要求不是特别严格的场合。
电容式湿度检测原理是利用一种特殊的电容器来测量空气中的水汽含量。
空气中的水汽会改变电容器的电容值,通过测量电容值的变化来确定空气中的湿度。
这种方法精度较高,但成本也相对较高,通常用于对湿度要求较高的场合。
光学式湿度检测原理是利用光学原理来测量空气中的水汽含量。
通过测量水汽对光的吸收、散射等特性来确定空气中的湿度。
这种方法通常精度较高,但对环境条件要求较高,不适用于一些恶劣的环境。
除了以上介绍的常见湿度检测原理外,还有一些其他的检测方法,如微机械式湿度检测、纳米材料式湿度检测等。
这些方法各有特点,可以根据实际需要选择合适的方法。
总的来说,湿度检测原理是通过测量空气中水汽含量来实现的,常见的检测方法包括电阻式、电容式和光学式等。
不同的方法各有特点,可以根据实际需要选择合适的方法进行湿度检测。
在实际应用中,还需要考虑环境条件、成本、精度等因素,选择最合适的湿度检测方法。
希望本文的介绍对大家有所帮助。
蒸汽流动实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的与背景本次实验旨在通过蒸汽流动实验,深入了解蒸汽在特定条件下的流动特性,包括其速度、压力、温度等参数的变化规律。
通过对蒸汽流动过程的观测和数据分析,进一步掌握蒸汽流动的基本原理和影响因素,为工业生产和工程应用提供理论依据。
二、实验内容与原理1. 实验内容实验主要包括以下内容:(1)测量不同工况下蒸汽的流速、压力和温度。
(2)观察蒸汽流动过程中的现象,如蒸汽流动速度、压力波动、温度变化等。
(3)分析蒸汽流动过程中的能量转换和损失。
(4)研究蒸汽流动对设备性能的影响。
2. 实验原理实验基于以下原理:(1)流体力学基本方程:质量守恒、动量守恒和能量守恒。
(2)蒸汽流动特性:包括流速、压力、温度、密度等参数。
(3)蒸汽与壁面的传热和传质过程。
三、实验方法与设备1. 实验方法(1)采用高速摄影技术记录蒸汽流动过程。
(2)使用压力传感器和温度传感器测量蒸汽的压力和温度。
(3)通过流量计测量蒸汽的流速。
(4)分析实验数据,得出蒸汽流动特性。
2. 实验设备(1)蒸汽发生器:产生不同压力和温度的蒸汽。
(2)管道:连接蒸汽发生器、流量计、压力传感器和温度传感器。
(3)高速摄影系统:记录蒸汽流动过程。
(4)数据采集与分析系统:处理实验数据。
四、实验结果与分析1. 蒸汽流速实验结果表明,蒸汽流速随着压力的增加而增加,随着温度的升高而降低。
在实验条件下,蒸汽流速范围为0.5-10 m/s。
2. 蒸汽压力实验结果表明,蒸汽压力在管道内基本保持恒定,与管道进口压力相差不大。
3. 蒸汽温度实验结果表明,蒸汽温度在管道内基本保持恒定,与管道进口温度相差不大。
4. 蒸汽流动现象实验过程中观察到,蒸汽在管道内流动速度较快,压力波动较小,温度变化不大。
5. 蒸汽流动对设备性能的影响实验结果表明,蒸汽流动对设备性能的影响主要体现在以下方面:(1)蒸汽流速对管道内压力损失的影响:流速越高,压力损失越大。
(2)蒸汽温度对管道内传热系数的影响:温度越高,传热系数越大。
蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量方法的分析与比较
收稿日期:2000-01-16 基金项目:本文工作得到国家重点实验室开放基金的资助。
作者简介:李炎锋,(1971-)男,博士,主要从事加热法测量湿蒸汽湿度的相关研究工作,现工作于北京工业大学建筑工程学院暖通教研室。
文章编号:1001-5884(2000)03-0156-06蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量方法的分析与比较李炎锋1,王新军2,徐廷相2,李俊梅1,贾 衡1(北京工业大学1 西安交通大学2)摘要:对蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量的重要性和这一课题的研究进展以及研究现状进行讨论,分析比较后认为加热法是一种比较合适的蒸汽湿度测量方法。
详细介绍了这一方法的原理,并介绍了针对已有的加热法测量的不足之处作者所设计的新型加热法湿度测量装置。
关键词:加热法;湿蒸汽;湿度测量分类号:TK 262 文献标识码:AC omparison and Analysis of Wetness Measurement Methods forFlowing Wet Steam in TurbineLI Y an 2feng 1,WANG X in 2jun 2,X U T ing 2xiang 2,LI Jun 2mei 1,J I A Heng 1(Beijing P olytechnic University 1 X i ’an Jiaotong University 2)Abstract:In this paper ,the im portance of wetness measurement for the flowing wet steam in turbine is discussed ,the historical and current development of this problem are als o introduced.Am omg the many methods for measuring the wetness of flowing wet steam ,the heating method is one of the m ost suitable methods.Because it has a sim ple principle and high accuracy.In this paper ,the im plement of heating method is discussed and analyzed in detail.In the mean time ,this paper presents an im proved heating method for measuring the wetness of flowing wet steam which has been adopted in order to overcome the shortcomings of the former heating method.K ey w ords :H eating method;w et steam;w etness measurement0 前 言常规电站中大型冷凝式蒸汽透平的末几级和核电站中透平的全部级都在湿蒸汽状态下工作。
课程作业-湿蒸汽两相流常规参数测量技术
三、 各类方法的适用范围及评价
第一类方法把问题的焦点集中在干度的测量上。其中阻抗法、光纤探针和电 导探针等首先测量的是截面含气率α , 在截面含气率α 与干度X 之间的关系式 中存在一个未知的汽—液滑动比S 。如下所示:
������ =
1
ρLX
ρ (1 −X ) 1+S G
(4)
式中ρ G、 ρ L分别为汽相和液相的密度, 而滑动比S一个对流型依赖性很强的 经验性参数,这就影响了此类方法的准确度和适用范围。另外, 上述方法对被测 流体的品质要求也很高, 探针法在测量高温高压流体时还会遇到安装和使用寿 命等方面的许多问题。 孔板差压噪声法和孔板压力损失法测量干度都仅仅使用了一个节流元件。 它 们的共同特点都是利用差压信号, 不同点是前者是对脉动信号的分析, 后者则 利用了压力损失的静态信号。 这两种仪表测算干度的公式都是纯经验的, 适用于 理想化实验条件下的汽—液两相流测量和工程实际中的干度估测。 差压法是通过 测量几组差压信号, 计算两相流的平均密度, 进而求出干度的。 这种方法也是一 种经验性很强的方法, 在实际应用中的准确度还有待于提高。 第二类方法一般选用两种不同的单相流量计相组合。 与上面不同的是, 此类 方法仅仅应用一台仪表是无法测得干度的。 最终的计量结果要通过联立方程求解。 从表面上看, 利用两个方程式(1)、式(2)求出两个未知数M、X应当没有问题。但 这有个前提, 即式(1)和式(2)是相互独立的。在两式自身准确度一定的条件下, 两式间的相似程度越小, 最终解的准确度也越高。试验研究发现, 双孔板法、文 丘里管和孔板组合法、 节流元件与笛型管组合法在低压下都。其中的原因主要有 两点, 首先孔板、文丘里管和笛型管都属于差压式流量计, 测得的差压信号Δ p
影响蒸汽流量计正确测量的因素和解决方法
问题二:如何消除蒸汽流量的变化对测量的影响?
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二、蒸汽压力和和温度变化引起的密度变化
在理想情况下,蒸汽的压力能保持绝对的恒定。然而,
在现实世界中,由于蒸汽系统负荷的变化、系统的压力降,
炉、机运行参数的变化,热网热用户用汽量大小等原因都会
作,而实际的运行压力为0.4MPa。通过查过热蒸汽密度表
得知:在相同的温度下(290℃)压力为0.5 MPa的蒸汽密度
为1.9495Kg/m3,压力为0.4MPa的蒸汽密度为1.
5554Kg/m3。
其测量误差为:
e=(1.9498/1.5554一1)×100%=+25.3%
再如:一个涡街蒸汽流量计指定在过热蒸汽温度为290℃下工
290℃工作,而实际的运行温度为250℃。通过查过热蒸汽
密度表得知:在相同压力下(0.5 MPa)温度为290℃的
蒸汽密度为1.9495Kg/m3,温度为250℃的蒸汽密度为2.
1081Kg/m3。
其测量误差为:
e=[√1.9495/√2.1081一1]×100%=-3.8%
当前您正浏览第八页,共三十九页。
计在可能的流动工况下具有尽可能大的量程比。但涉及量程比时我们还要注意,
因为量程比是居于现实的流动速度上,通过查资料发现对于蒸汽系统一般的最大
允许速度为35m/s,更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。比如标准孔板
、标准喷嘴、弯管等流量计流速超过量程时由于变送器的量程限制流量不增加
,仍显示为最大量程。涡街流量计流速超过量程时,由于噪音的影响,发
滴蒸发完后汽温仍高于饱和温度,呈过热状态,现场采集到的数
据如上 图所示。这时流量二次表按照所测量到的温度t2=162.4℃查饱和蒸
湿饱和蒸汽两相流的测量与应用
第 1 期
石
油
化
工
自
动
化
Vo 8,No 1 L4 .
F bu r e r a y,2 1 02
21 年 2 02 月
AU TOM ATI ON N ETR0一 I P CHEM I CAL NDUS I TRY
湿 饱 和蒸 汽 两 相 流 的测 量 与应 用
朱 承纲 , 郜斌
d v lp n fh a y ol n ta ijcin po e s wo p ae lw mo ei cmpe n e eo me t e v i a d sem net r cs ,t h ssf d s o l a d o o o x
c a g a l ,a d t e t e r s n tp re tn wa a s i i v r i iu tt e s r wo p a e h n e b e n h h o y i o e fc o d y ,t s e y d f c l o m a u et h s s f f w. I cu l p l ain,hg -e p r t r n i h p e s r o t x s e dn lw ee s l o n a t a pi t a c o i h tm ea u ea d hg - r s u e v re h d ig f o m t ri a o td, d y d g e v l e c m p n a in a d tm p r t r o -ie c m p n a in a e d pe r e r e a u o e s t n e ea u e o n l o e s to r n smu t n o syc n u t d o a ig rc i e se up e i la e u l o d ce ,r ttn e t iri q ip d,a d m ir p o e s ri s d f rsg a f n co r c s o su e o i n l c le t n a d p o e sn o lc i n r c s ig,o t u fsa d r lw in l n o mu iain sg a.Co bn n o u p to t n a dfo sg a d c m a nc t in 1 o m ii g w i h cu lst a in, a d b sn o a n r y t u py p we n RS d t e t t t ea t a i t h u o n y u i g s lr e e g o s p l o r a d GP a a r mo e m o io i g s se o r aie o -ie e c r t g d t t o tm a p we , a d t c iv h n t rn y tm t e l n st x ep i a a wih u n o r n o ah e e t e z n
湿度测量
汇报人:薛提微 徐梦娜 张莉莉 刘春巍 刘长青 刘金坤 杨 博 李翔宇
背景
在火电站中大型凝汽式汽轮机的末几级和核电站中大型 汽轮机的全部级都在湿蒸汽状态下工作,而蒸汽的湿度存在 大大降低了汽轮机效率。1910年Baumann就定性提出:蒸汽出 现每增加1%的湿度,就会使汽轮机效率降低大约1%。在汽轮 机内部,进入汽轮机内的蒸汽的膨胀过程一般由多级叶片来 完成,到达最后几级叶片的蒸汽温降、压降很大,蒸汽可能 凝结成水,称之为湿蒸汽两相流。这种自发均质成核凝结产 生的小水滴又称雾滴或一次水滴,正常情况下,其典型凝结 的水滴直径一般为0.1-2um,数量极多,但会造成安全上的 问题。一些雾滴在流过叶道时偏离主汽流运动方向而沉积在 叶片上凝聚成水膜。在高速汽流的冲刷下,它们被拖曳并从 叶片尾部边缘脱落,形成大水滴又称二次水滴或粗糙水,粒 径范围从几微米到几百微米,其数量较少。在汽相中夹带的 作用下,二次水滴质量和惯性相对较大,对叶片产生水蚀, 造成很大危害,严重时会导致叶片的断裂、损毁。因此,蒸 汽湿度的检测对汽轮机的经济运行和安全运行十分重要。
---全散射法 全散射法是通过测量透过湿蒸汽时入射光向四周散射所引起 的光能衰减来确定水滴直径和蒸汽湿度的方法。与角散射法 相比较,虽然全散射法的测量范围较小,但基于全散射法的 测量系统既可采用单色光也可采用白光作为测量光源,灵敏 度高、结构简单,且可以同时用在汽轮机的排汽端、级间或 二列叶片间进行湿度测量。 1978年美国西屋公司和瑞士BBC公司采用单色激光作为光源, 1979年英国CERL公司采用可见光作为光源,1982年德国斯图 加特大学双光束法,俄罗斯斯大林金属工厂采用白光作为光 源,先后研制了全散射式光学探针,并应用到汽轮机中的蒸 汽湿度测量。
基于双区加热法的汽轮机蒸汽湿度测量误差分析研究
热 到 十饱 和蒸 汽状 态或 过热状 态 ,加热 元件 所产生 的J 热量 为 Q, 』 Ⅱ 散热损失 量 为 r } .加热后 的状态参数 为压力 及温度 根据质能守 恒关 系” 得到进 r
} 争凝器:2艋结 水容 器:3真空 泵:4冷却 水裂;5摄 针
u的瞎值 ,通过 查熔一 熵 图 ,即 可确定 下作 段进 口
会 改 变 。由于液 相 水滴 的密 度是 汽 相蒸 汽 密 度 的 lO OO
倍 以上 , 以 当取样 时 吸入 速 度 和来 流速 度 不相 等 时 , 所
水滴会因惯性力的作用而脱离弯曲的汽流流线 , 造成
取 样误 差 。假 设 在 取 样探 头 对 准蒸 汽 来 流 的情 况下 , 当 吸入 取 样速 度 C小 于蒸 汽 来 流速 度 C 时 . 样 蒸汽 。 取
L s f e t o so h a
引言
蒸汽湿度的洲量对汽轮机 安全经济运行具有 重要
的湿度 . .
CR E L湿度探 每 采用由 内管 和外管组成 的套管式 1 工作段 ,在套管 夹层中抽 成真空 .以减 ,散 热损 失, j 、 但在进行湿 度的计算时忽略 了散 热量 ,导致测量精 瞠
o p o esrcu ea di r vn rc s no me s r me t f r b u t r n t mp o i gp e i o f a u e n . i
关键词 :汽轮机
双区加热法
蒸汽湿 度测i
非动能取样
散热量
K w rs Se m tri R go - e t g ta w t s a ue n a peu e u 脚 W od : ta b e e i h ai Se m e e s u n n n n me s rme t S m l n q a
热工测试04 第4讲 湿度测量
材料
电解质的溶液(常使用氯化锂) 电阻 某些高分子材料 电阻,介电常数 金属氧化物 电阻 毛发 长度
建筑环境测试技术
17
氯化锂电阻式湿度计
敏感
氯化锂具有强烈的吸湿性 在不同的空气湿度环境中 氯化锂中含水量不同
55 50 45 结晶线 50% 40% 30%
定量关系
可测
1.
通风要求
仪器周围障碍物离温度表球部半米以上。 操作者也应离开半米以上,在读数时近前。
2.
润湿纱布
观测前4~5分钟(夏季)或者14~15分钟(冬季) 用蒸馏水润湿纱布。 在观测前纱布充分湿润,但不滴水。
3.
通风器
转动4~5分钟之后读数。
建筑环境测试技术
10
干湿球测量湿度的应用
溶液除湿实验台的湿度测量
-20
测量步骤
形成露点 判断露点 测量露点
建筑环境测试技术
15
露点法
精度高 温度范围广
-40~100 ℃ 相对湿度1~2%
湿度范围广
采样气体洁净 电路控制要求
建筑环境测试技术
16
吸湿法
原理
在不同湿度的空气中,某些材料的某些物理性质将发生明 显变化。
物理性质→空气的湿度
湿球温度
建筑环境测试技术
6
简单干湿球温度计
构造 同精度温度计两支、脱指纱布、蒸馏水
Pbs tw ts ( AB ) 100% Pb Pb tw 干球温度计示值 ts 湿球温度计示值 Pb 温度tw对应的饱和水蒸汽压力 Pbs 温度ts 对应的饱和水蒸汽压力 A 干湿球湿度计常数 B 大气压力
蒸汽流量测量的比较与分析
蒸汽流量测量的比较与分析朱音郝丽明魏建财甘肃银光聚银化工有限公司甘肃白银 730900ʌ摘要ɔ以聚银化工公司为例,对某精馏工段换热器进行蒸汽流量测量,并对比测量工具㊂本文首先分析了蒸汽流量测量技术,同时比较了蒸汽流量测量装置,最后总结了全文,旨在为化工企业蒸汽流量测量提供技术指导㊂ʌ关键词ɔ蒸汽流量测量;比较;分析;案例分析ʌ中图分类号ɔTM621ʌ文献标识码ɔB ʌ文章编号ɔ2095-588X(2019)-03-0302-01蒸汽是重要的二次能源,是应用最为广泛的载热介质,通过积极开展蒸汽流量测量,就化工企业管理㊁贸易㊁经济效益有密切的关系㊂目前应用最为广泛的蒸汽流量测量装置包括:节流装置㊁巴类流量装置㊁涡街流量装置㊂不同测量装置应用优势与应用缺陷不同,需要依据实际情况,酌情考虑㊂1蒸汽流量测量技术目前应用最为广泛的蒸汽流量测量装置包括:节流装置㊁巴类流量装置㊁涡街流量装置,详细分析如下㊂1.1节流装置节流装置本身历史悠久,用量较大㊂在测量阶段,依据流体流过的节流装置,将压力转换为动能,测试其产生的差压㊂节流装置划分为标准型与非标准型㊂标准型节流装置为世界通用,获得了国际计量组织的认可㊂1.2巴类流量装置巴类流量装置应用的是差压式工作原理,作为一种新型的测量元件,应用的是插入式安装方式㊂巴类流量装置在实际应用阶段,可保障测量精度,减少压损数值㊂1.3涡街流量装置涡街流量装置压损较小,且量程范围较大,测量精度较高㊂在实际测量阶段,不会受到温度㊁密度㊁压力等因素的影响,且维护量较小㊂2蒸汽流量测量计比较2.1选型对比标准的节流装置需要流量系数与规范数值符合,满足连续流动㊁流速稳定㊁介质稳定㊁管道长度等要求,才可选用㊂巴类流量装置:这类装置得到了广泛的应用,能够测量的介质包括:干燥气体㊁蒸汽㊁潮湿气体㊁液体㊂在测量阶段不会受到介电常数的影响,适用范围较广,一般应用在大口径管道蒸汽流量测量㊂涡街流量装置:若介质流速在0.50m/s-12.0m/s以内,则可选用㊂由于涡街流量装置口径可能与管道口径不同,在选型时需要综合考虑流速范围㊂若流速较低,则缩小仪表的口径,依据实际情况,合理设置流速,以此保障测量结果的精准性㊂2.2安装对比节流装置:需要连接差压显示仪,在蒸汽测量阶段,需要借助伴热保温措施,以此应对冬季蒸汽凝结情况㊂这类装置对安装条件㊁安装要求较高,对直管段长度有特定要求,一般要求直管段前为20D,直管段后为15D㊂安装阶段差压显示仪表㊁引压管线为薄弱环节,稍不注意将会导致故障产生㊂巴类流量装置:需要连接差压显示仪,这类装置对直管段长度有特定要求,一般要求直管段前为7D,直管段后为3D㊂这类装置安装工作量较小,一般应用插入式工作方式,安装时需要进行现场开孔焊接㊂涡街装置:这类装置结构简单,可减少安装故障的发生,能够为后期维护奠定基础,安装不需要导压管与三阀组㊂就实际情况而言,涡街流量装置对管道机械振动较为敏感,不建议应用在强振动场所㊂这类装置一般要求直管段前为15D,直管段后为10D,且管径要在300mm以内㊂2.3成本比较节流装置:这一装置的孔板结构容易复制,且装置性能可靠,成本较低,即便是不校准实际流速,也可投入使用,测量精准度为中等㊂巴类流量装置:减少了压损幅度,就孔板应用相比节流装置要少10. 0%,降低了系统的运营成本㊂这类装置压差较小,对差压变送器的要求较高,进而会增加差压变送器的采购成本㊂涡街装置:压损较小,占比节流装置压损数值的1/4,但仪表购置成本较高㊂3实际案例对比以聚银化工公司为例,对某精馏工段换热器进行蒸汽流量测量,进行计算对比㊂工况数据:位置点管道压力等级为150#,管道管径为250. 0mm,设备操作温度为151ħ,蒸汽操作压力为0.40MPa,允许压损20. 0kPa,蒸汽流量4000k g/h㊂3.1节流装置经过计算,整套节流装置采购费与安装费共计2.50万左右,使用10kPa满刻度压差,正常压差控制在5.0kPa,允许的最大压损为7.90kPa,设备开孔直径为0.44㊂图2-11右上角支架三维模型(11)左上脚支架建模:图2-12左上角支架三维模型(12)X轴电机支架建模:图2-13 X轴电机支架三维模型最后将各部分零件组转起来,得到机器人实物,如图:图2-14整体装配图2.2控制系统原理展示控制电路图图2-15控制电路图如上图所示,控制芯片接收到电脑的数字信号,并将控制信号发出到步进电机驱动板,驱动板将信号放大,由步进电机完成动作执行,舵机的主要作用是实现提笔动作㊂三㊁结论通过进行编程后的调试与测试,初步完成了与其所想要达到的效果㊂可以进行绘画的操作,这表明它可以在人为的操控下进行绘画运动㊂参考文献[1]陈玉敏,谢玮,孟宪民,等.智能写字机器人设计[J].计算机测量与控制,2016,24(1):266-268.DOI:10.16526/ki.11-4762/t p.2016.01.074.[2]高明华,黎强,叶子恒,等.基于Arduino与Processin g的悬挂画图机器人的设计[J].现代电子技术,2018,41(24):153-156.DOI:10.16652/j.issn.1004-373x.2018.24.038.203探索学习研究2019年3月探索科学充填采矿法的优势及应用研究陈国忠中国黄金集团夹皮沟矿业有限公司北沟矿吉林桦甸 132411ʌ摘要ɔ我国经济在不断的发展,促进我国的开采业也有了很大的进步和发展㊂随着人们对各种燃料能源的需求在不断的增加,使得对矿物质进行开采的力度越来越大㊂对矿物开采越多就会形成越多的采空区,这样我们就必须处理好形成的采空区,目前使用广泛的方法就是充填法㊂ʌ关键词ɔ充填采矿法;优势;充填技术;研究ʌ中图分类号ɔTD853.34 ʌ文献标识码ɔB ʌ文章编号ɔ2095-588X(2019)-03-0303-01引言随着科学的进步,充填采矿法和充填技术的应用都得到了很大的进步,本文对二者的改进进行研究讨论㊂首先分析了充填采矿法在国内外市场的运用发展以及历史,然后还对该方法的优势进行了详细分析,最后还提出了一些改进方法㊂希望本文能够对相关工作人员能够提供有力参考㊂一㊁充填采矿法的概述随着经济的发展我国的采矿行业也得到了迅速的发展㊂采矿是需要在地下进行工作的,所以采矿之后会在地下形成一个采空区,如果不对采空区进行填充好,就会使得采空区周围的岩石无法再得到有力的支撑,地压也无法得到有效的控制,所以对于采空区,我们就必须要做好有效的处理,使得围岩的能够得到有力的支护,能够很好的对地压进行有效控制,目前采用的方法就是使用一些合适的材料对采空区进行填充回去,充填满采空区㊂对于填充材料的使用我们可以选择比较多材料,比如有废石,尾沙和水沙,还有炉渣等材料㊂随着回采作业的进行,我们就可以使用充填采矿法,使用充填材料对采空区进行充填的采矿方法㊂跟其他采矿方法相比较,充填采矿方法具有比较多的优势,它可以使得充填的地面不会产生沉陷的情况,而且其他一些采矿方法可能会造成岩石的移动,但是该方法就可以很好避免发生岩石移动,矿场的回收利用也可以很好的得到提高,这些都是它具有的优势㊂根据充填采矿法的实际操作作为基础,对充填采矿法和充填采矿技术的应用进行了研究,并且还对它们的改进方法进行了讨论㊂二㊁国内外对充填采矿法的应用在1980年,这段时间内,国外的一些发达的国家,已经越来越关注环境问题了,并且对环境保护的要求也越来越高了,保护生态环境的法律已经在很多发达国家被建立起来㊂在金矿方面对环境保护的要求也越来越高,比如在进行地下金矿开采的过程中所形成的固体废物,不可以随意丢弃,必须要进行合理妥当的处理,如果不把废弃物处理好,政府将会强行让其罚款,更严重的甚至要求企业停产㊂在这样的环保要求下,充填采矿法在国外就得到了很广泛的应用㊂目前,胶结充填技术已经得到了一定的发展,这就对金属矿山进行地下开采有着非常大的影响㊂原来对于回采极厚大的矿体的时候,我们采用的方法是崩落法,使用这种方法,贫化率和损失率都比较大㊂如果使用胶结充填技术之后,能够很大程度的降低贫化率和损失率,这样对高品位的矿石以及高价位的矿石的回收率也更大㊂如果充填胶结技术能够与大型无轨设备进行结合运用的话,能够使得劳动生产率得到提高,与此同时,对于井下工人的劳动条件也可以得到很大的改善㊂目前,对环境保护的要求越来越高了,随着经济和科学的不断发展的充填采矿法的运用已经得到了很大程度的发展,并且运用也越来越广泛了㊂在国内外的有色矿山中,使用充填采矿法进行金矿开采已经越来越频繁了㊂目前,充填采矿法在我国的使用比例也更大了,与此同时,该方法在我国的采矿行业也已经得到了一定的成果,在将来更加频繁的使用该方法也能够带来更大的效益㊂三㊁国内外充填技术的发展历程以及技术应用下面我们对充填技术的发展历史中,对充填采矿法的进步和发展中最大的困难就是充填技术的发展㊂充填采矿法进行使用后一直无法得到很大的发展进步,直到1957年,胶结充填的研究和应用得到了很大的发展,这次发展是由加拿大鹰桥公司哈迪矿在分级尾沙加硅酸盐水泥的胶结充填的研究和应用中得到的,使得生产使用阶段也可以运用胶结充填技术,这次的进步,使得充填采矿法得到了很大快速的进步发展㊂如果对胶结充填技术的发展进行分阶段,那么大概可以划分成三个阶段,分别是水力充填,高浓度充填和膏体充填这三个阶段㊂前两个阶段是比较前的使用技术,最后一个膏体充填技术的运用是近几年才有了很大的快速的发展,膏体充填具有比其他两个阶段的充填技术更大的优势,它的优势包括:强度很高,水泥的消耗量减少,与此同时,对于那些需要远距离运输的材料,根据膏体充填特有的性质,比高浓度充填具有更多的优势㊂目前,膏体充填采矿法运用最广泛的就是加拿大,并且也在该技术方面有了很大的进步,而且国外已经有很多国家也已经采用了充填采矿法进行开采工作,该采矿方法也得到了很广泛的运用㊂对我国的充填技术进行分析,大致可以分为四个阶段㊂第一阶段就是二十世纪五十年代,对于废弃物的处理方法,废石干式充填工艺就已经被运用了㊂第二阶段就是接下来的十年发展也就是1960到1970这十年间,这时候采用的是浓度较低的砂浆和普通的混凝土进行充填,用这种充填方法取代了之前用的干式充填方法㊂下一个阶段就是二十世纪八十年代,这时已经不再使用低浓度的砂浆进行填充,取而代之的是高浓度的砂浆,块石胶结充填技术已经进行研究,并且得到了很大的技术突破,已经投入使用了㊂最后一个阶段就是二十世纪九十年代,这时候膏体泵送充填技术的研究已经有了很大的突破,并且投入实际应用中㊂目前,我国已经拥有三套膏体充填系统,对于充填技术的研究也在继续进行中㊂在这时候我国的充填采矿法技术跟世界其他国家相比,已经有了很大的进步和发展,位居世界前沿水平㊂四㊁在经济,环境和技术方面充填采矿法具有的优势1.在经济方面的优势㊂充填采矿法的优势有以下几点:采矿比较灵活,回采率比较高等㊂如果与崩落法进行比较,在成本消耗方面有很大优势,同时还可以取得更大的经济利益㊂并且在前期能够对高价位的矿物进行高效开采,所以就可以使得尽快的收回成本㊂在环保方面的经济效益也比其他采矿法更高㊂2.在技术方面的优势㊂采矿的深度在不断的增加,这就使得采矿中出现的问题也越来越多越来越复杂,比如温度高,应力大等问题出现越来越多,这些问题的出现会对采矿工作有阻碍㊂如果是对深井进行开采,还可3.2巴类流量装置经过计算,整套节流装置采购与安装费共计4.2万元,使用0.30kPa满刻度压差,正常压差控制在0.18kPa,允许的最大压损为0.02kPa㊂3.3涡街流量装置由于试验处为非振动管道,可应用涡街流量装置,经过计算整套节流装置采购与安装费共计5.0万元,使用150mm管径法兰式流量计,允许的最大压损值为2.90kPa㊂通过对比可发现:(1.就压损值而言,节流装置最大㊁巴类流量装置最小㊂从运行能耗出发,巴类流量装置的经济性最好,涡街流量装置次之;(2.就差压值而言,节流装置可将压差数值控制在普通工程范围内,巴类流量元件选择的是微小差压测量型变送器;(3.就精度而言,节流装置压差流量要在51.75k g/h以上才可保障精度,巴类流量装置压差要在1500k g/h 以上,才可保障精准度,涡街流量装置要在802k g/h以上,才可保障精准度;(4.就采购成本而言,节流装置最佳㊂因此,若考虑采购及运行成本,可选择涡街流量装置㊂若蒸汽管线径口在300mm以上,选择巴类流量装置㊂4结束语综上所述,为保障蒸汽流量的合理性,满足生产部门的运营需求,需要合理选择蒸汽流量仪表㊂在实际选用阶段,设计人员应当依据工况精度要求,综合考虑蒸汽精度与成本㊁性能等因素,选择最佳的蒸汽仪表㊂本文探讨的三种装置具备各自的优劣,只有综合考虑工艺㊁环境等因素,合理选择流量装置,才可保障蒸汽计量数值的精准性㊂参考文献[1]周晨.蒸汽流量测量及密度补偿[J].石油化工自动化,2017,50(01):51-54.[2]刘欣.蒸汽流量测量的比较与分析[J].化工设计,2016,26(04):9-12+1.[3]赵晶睛,林中达.电厂主蒸汽流量测量与计算方法分析比较[J].燃气轮机技术,2017,13(04):39-42+46.[4]黄鹤,贾志卿.涡街流量计用于蒸汽流量检测中温度和压力补偿[J].铜业工程,2017,28(01):96-98.[5]鲁卫华.关于蒸汽流量测量的讨论[J].自动化博览,2016,14(03):47-49.303探索科学2019年3月探索学习研究。
湿度测量
光电式露点湿度计 1-露点温度指示器 2-反射光敏电阻 3-散射光敏电阻 4-光源 5-光电桥路 6-露点镜 7-铂电阻 8-半导体热电制冷器 9-放大器 10-可调直流电源
当被测的采样气体通 过中间通道与露点镜相接触时,如果镜 面温度高于气体的露点温度,镜面的光反射性能好,来自白炽 灯光源的斜射光束经露点镜反射后,大部分射向反射光敏电阻, 只有很少部分为散射光敏电阻所接受,二者通过光电桥路进行 比较, 将其不平衡信号经过平衡差动放大器放大后,自动调节 输入半导体热电制冷器的直流电流值。半导体热电制冷器的冷 端与露点镜相连,当输入制冷器的电流值变化时,其制冷量随 之变化,电流愈大,制冷量愈大,露点镜的温度亦越低。当降 至露点温度时,露点镜面开始结露,来自光源的光束射到凝露 的镜面时,受凝露的敷射作用使反射光束的强度减弱,而散射 光的强度有所增加,经两组光敏电阻接受并通过光电桥路进行 比较后,放大器与可调直流电源自动减小输入半导体热电制冷 器的电流,以使露点镜的温度升高,当不结露时,又自动降低 露点镜的温度,最后使露点镜的温度达到动态平衡时,即为被 测气体的露点温度。然后通过安装在露点镜内的铂电阻及露点 温度指示器即可直接显示被测的露点温度值。
其数量关系的数学表达式为:
Pb,s-Pn = A(tc-ts)B
式中,Pb,s —— 湿球温度下饱和水蒸气压力; Pn —— 空气中水蒸气分压力; tc、ts —— 分别为空气的干、湿球温度; A —— 与风速有关的系数;
B —— 大气压力。
可得相对湿度计算公式为:
Pbs tc t s ( AB ) 100% Pb Pb
2、相对湿度 相对湿度定义为湿空气中水蒸气分压力Ps与 同温度下饱和水蒸气分压力Pb之比值。
Ps 100% Pb
新型电容传感器测量流动湿蒸汽湿度的研究的开题报告
新型电容传感器测量流动湿蒸汽湿度的研究的开题
报告
题目:新型电容传感器测量流动湿蒸汽湿度的研究
研究背景:
传统湿度测量方法多采用直接露点测量、旁热电阻测量等。
但是,
由于流动湿蒸汽具有较高的温度和压力,这种方法往往难以满足实际需要,同时传统测量方法存在精度低、响应时间长、易受温度等因素干扰
的缺点。
研究内容:
本项目旨在开发一种新型电容传感器,用于测量流动湿蒸汽湿度。
该传感器采用微纳加工技术,采用芯片级的加工工艺,具有响应时间快、精度高、线性度好等特点,同时通过光电隔离电路和数字信号处理技术,克服传统方法受温度等因素的干扰,从而实现对流动湿蒸汽湿度的实时、准确测量。
研究方法:
1. 设计并制备新型电容传感器芯片;
2. 对传感器进行测量和校准,确保其具有良好的稳定性和重现性;
3. 对传感器进行温度、压力等条件下的实验测试,分析其性能表现;
4. 针对不同操作条件下的湿度测量需求,进行不同场景下的实验测试,验证传感器的适用性;
5. 通过光电隔离电路和数字信号处理技术,克服传统方法受温度等
因素的干扰,实现对流动湿蒸汽湿度的实时、准确测量。
研究意义:
本项目研究的新型电容传感器在测量流动湿蒸汽湿度方面具有很强
的实用价值和广泛的应用前景。
传感器的技术创新,将能够解决多种工
业应用场景下的湿度测量难题,进一步提高生产制造的效率和品质水平,促进工业发展。
关键词:新型电容传感器,流动湿蒸汽,湿度测量。
蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量方法的分析与比较
蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量方法的分析与比较
李炎锋;王新军;徐廷相;李俊梅;贾衡
【期刊名称】《汽轮机技术》
【年(卷),期】2000(042)003
【摘要】对蒸汽透平中流动湿蒸汽湿度测量的重要性和这一课题的研究进展以及研究现状进行讨论,分析比较后认为加热法是一种比较合适的蒸汽湿度测量方法.详细介绍了这一方法的原理,并介绍了针对已有的加热法测量的不足之处作者所设计的新型加热法湿度测量装置.
【总页数】6页(P156-161)
【作者】李炎锋;王新军;徐廷相;李俊梅;贾衡
【作者单位】北京工业大学;西安交通大学;西安交通大学;北京工业大学;北京工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TK262
【相关文献】
1.新型测量流动湿蒸汽湿度装置中取样结构的研究 [J], 李炎锋;王新军;徐廷相;武君
2.双层套管直接加热式流动湿蒸汽湿度测量仪 [J], 徐廷相;章利特;辛杨;高铁瑜
3.流动湿蒸汽湿度的加热法测量方法及其装置 [J], 李炎锋;王新军
4.湿蒸汽凝结流动过程湿度软测量模型 [J], 黄竹青;左从瑞;曹小玲
5.湿蒸汽两相流湿度测量方法研究进展 [J], 黄雪峰;盛德仁;陈坚红;李蔚
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化了测量装置,但为保证在混合 室出口处空气中的水分含量未达
到饱和,必须送人大量的热空气,
因此当用该方法对汽轮机低压区
蒸汽湿度进行测量时,需要配置
一台容量很大的真空泵;加热法
虽然有加热量、散热损失等误差
来源,但与其它热力学法相比具
有测量原理简单、精度较高、量热
计使用方便等优点,仍是一种合
适的湿度测量方法。
术的研究取得了很大进展,主要 的测量方法包括:氯根法、热力学 法、光学法、示踪剂法、电导率法、 分离法、临界速度法以及孔板测 量法等,较为常用流动湿蒸气湿 度测量的方法是氯根法、热力学 法、光学法和示踪剂法,但近年 来,微波法、超声波法、电容法等 也正处于探讨之中。
1流动蒸汽湿度测量的常
用方法
蒸汽湿度可以定义为【2 J:
In(1/Io)=一手D2LNE(4) 式中:D一水滴直径;L一光在湿 蒸气中的行程;E一散射系数。
由于蒸汽湿度与水滴直径间存在 关系:
詈O D3N=&PIf— 南f (5)
结合式(4)和式(5)可得:
砉=呈3 1nf当1&Po半i1(6)
通过采用双波长法及多对波 长法对式(6)进行求解,可以获得 水滴的平均直径和蒸汽湿度值。
利用节流法制成的典型测量 装置有,德国研制的用于Biblis 1 300 MW核电站的蒸汽发生器 出口处蒸汽湿度测量的节流式量 热计l 4|。 1.2.2凝结法
凝结法的测量原理是将抽取 的蒸汽试样在冷凝器中凝结成 水,根据冷凝器中冷却水所吸收
收稿日期:2008—05—07;修订日期:2008—12—08 作者简介:宁德亮(1979一),男,河北廊坊人,中国船舶重下集团公司第七。三研究所工程师,博士
流动蒸汽湿度测量方法的研究与比较
宁德亮,高 雷,刘新全
(中国船舶重工集团公司第七O三研究所,黑龙江哈尔滨150036)
摘要:针对流动湿蒸气湿度测量的 重要性。总结了目前用于测量流动蒸 汽湿度的常用方法和正在探讨中的方 法,并分析了各方法在应用中的局限 性。基于在相同的温度和压力下,饱 和湿蒸气的等效介电常数不同,则电 容器的容量也不同这一原理。提出并 分析了采用圆筒形电容式传感器进行 流动蒸汽湿度在线测量的新方法。标 定试验结果表明。这种传感器静态特 性稳定,在12%的湿度范围内,汽流湿 度与输出频率差之间呈现出一种较为 明显的非线性关系。同时,文中还提 出了标定试验及传感器设计过程中需 要注意的问题。
非放射性示踪法是利用非放 射性化学示踪物质,如碳酸铯 (Cs2C03)、氢氧化锂(LiOH)、硝酸 锂(LiN03)以及某些氰化盐进行 蒸汽湿度测量的。这些非放射性 物质具有溶解于水、不溶于蒸汽、 不易挥发、不被金属表面吸收等 特性。非放射性化学示踪物质的 注入和溶解平衡后,代表性取样 简便,通过浓度的测定和后期的 质量平衡计算,结果较为准确,且 能满足精度要求。我国大亚湾核 电站曾利用碳酸铯(Cs2C03)作为 示踪剂,对1号和2号机组进行
mf:2育譬i去万,鸯r∥奎_DV挑f (u3’)
式中:』D广液相密度;D一水滴直 径;M一单位时间的水滴数。德
国阿亨工业大学研制的角散射法 光学探针,可用来测量流动湿蒸 气的湿度和汽流中的水滴直径。 1.3.2全散射法
全散射法是通过测量湿蒸气 对入射光的衰减来确定水滴直径 和蒸汽湿度的。当一束波长为A 的平行光束穿过含有水滴的蒸汽 流时,受蒸汽、水滴光散射效应的 影响,透射光强度,要小于入射 光强度,o,根据光的透射定律,在 不相关单射条件下满足:
红色铬酸银沉淀,使溶液显橙色,
此时可以作为滴定的终点。滴入
的硝酸银量可以表示出溶液中的
氯化物含量,用该方法测得蒸汽
和锅水的氯化物含量之比即为饱
和蒸汽湿度。氯根法适于测定氯
化物含量为5~100 mg/L的水
样,使用该方法时需要配制标准 试剂,分别对锅水和蒸汽进行采 样、滴定和计算,测量过程复杂、 耗时长且误差较大。 1.2热力学法
为A,光强为,0的线偏振光平行
照射到直径为d的各相同性的
球形颗粒上时,在散射角为口、距
离散射体r处的散射光强为:
,=(,t2/8zr2)×[(iI+i2)/
r2],o
(2)
式中:il、i2一与口有关的强度函
数。 当散射颗粒的相对折射率
m一定时,不同大小的颗粒对应 着不同的散射光强分布。通过测 量不同散射角的散射微粒光强, 即可确定微粒的平均直径或直径 分布。在用该方法测量蒸汽湿度 时,流过散射区的蒸汽量可由测 量点的蒸汽速度求得,水滴量可 用公式计算得到:
的24N进行蒸汽湿度测量的。放
射性24Na示踪剂法由美国西屋公一
司研究发明,由于其测量精度较
高(2%左右),法国电力公司在其
பைடு நூலகம்
国内电站自1977年以后也广泛
采用。放射性的同位素24Na容易
检测和测量,测试结果清晰明确。
在测量过程中,相对较小的剂量 就可以得到范围比较宽的动态反 应数据,可以及时跟踪系统的任 何变化。 1.4.2非放射性示踪法
关键词:流动蒸汽;湿度测量;等 效介电常数;电容法
中图分类号:TK26 文献标识码:A
引言
对于船用压水堆核动力装置 和核电站而言,都是利用湿饱和 蒸汽来推动汽轮机做功的,蒸汽 湿度的存在不但会降低透平级的 运行效率,而且给运行机组的安 全性带来隐患,如对于一台l 300 MW的核电机组,蒸汽湿度所造 成的功率损失约为70 MW[1|。蒸 汽湿度的测量是汽流特性研究的 一个主要方面,对核电机组安全 运行具有霞要的意义。自20世 纪70年代以来,蒸汽湿度测量技
水接触,这一点在实际测量中是 很难实现的;测量设备造价较高,
并且对测量现场的仪器配置和测
量条件要求很高。
1.4示踪剂法测量蒸汽湿度
压水堆核电站广泛采用示踪
剂法测量主蒸汽湿度,其中示踪
剂有化学碳酸铯(CszC03)和放射
性钠—24(MNa)。此方法的基本
原理是借助于一种易溶于水而不 挥发的示踪剂,通过测定蒸汽发
生器内部的示踪剂浓度和饱和蒸
汽中水滴带走的示踪剂的量就可
以确定蒸汽发生器出口的蒸汽湿
度[12]。蒸汽湿度可表示为:
y=C’/C
(7)
式中:c’一给水中的示踪剂浓
度;C一蒸汽发生器沸水区的示
踪剂浓度。 1.4.1放射性示踪法
放射性示踪法是利用性质稳
定、只溶于水且不挥发的同位素
物质,如碳酸钠(Na2C03)中
而对于放射性示踪法来讲,还 必须要有放射性物质持有和使用 中所需要的特别许可证明和相应 的必要防护及危害处理程序,在实 际使用过程中,放射性同位素示踪 物质的选用、运输、配置、注入和取 样都需要专门的人员和设备,运行 成本昂贵。
近年来,随着测量技术和计 算机技术的发展以及工程要求的 提高,蒸汽湿度测量方法正向着 能够在线测量、测量设备小型化、
加热法是将饱和湿蒸气试样 加热到干饱和状态或者过热状 态,然后测量出蒸汽试样的流量、 加入的热量和加热前后试样的热 力参数变化量,来计算出主汽流 的湿度。最为典型的应用加热法 制成的产品是英国电力中心实验 室(CERL)研制的过热式量热 计[7|。西安交通大学的李炎锋博 士在这种量热计的基础上进行了 改进,研制出了一套新型的加热 法测量流动湿蒸气的测量装置。 该装置采用双层套管结构,均匀 热流密度加热蒸汽试样方式,减 小了各种热损失,提高了湿度测 量精度…8。 1.2.5热力学法应用的局限性
瑞士BBC公司、美国西屋公 司、英国CERL公司均研制出了全 散射式光学探针[10]10,上海理工大学 王乃宁教授对该方法进行了长期 的研究[11]II,并取得了很好的成果。 1.3.3光学法的应用局限性
万方数据
第2期
宁德亮,等:流动蒸汽湿度测量方法的研究与比较
·151.
不能否定光学法应用于湿度
测量时的优越性,如:能够实现在 线实时测量,探针外形较小等,但
对于节流法来讲,由于受到 节流后压力降低和保证节流后蒸 汽为过热状态的限制,所以节流 法不适合用于测量低压区和湿度 大于8%的湿蒸气;在凝结法中, 由于要对取样流量、冷却水量、冷 却水温度等多个参数进行测量, 所以会同时引人多个较大的测量 误差,使得湿度测量精度较低;蒸
汽一空气混合法,虽然不必测量
抽取的湿蒸气量和热空气量,简
汽水}昆合物中的传播速度可以采
用Wood绝热声速进行计算:
c2:c}血 1
(8)
操作过程简单化、测量结果直观
化方向发展,其中:超声波法、微
波法、电容法等正处于探讨和13
趋完善之中。
2.1超声波法检测蒸汽湿度
超声波检测蒸汽湿度的原理
是【¨J:声波在气液两相流混合物
中的传播速度明显小于在纯液体
和纯气体中的传播速度,并且气
液两相含量的不同,也会引起声
速的变化,根据这一原理,可以利
用超声波检测蒸汽湿度。声波在
了蒸汽湿度测量恻,并取得了满
意的结果。 1.4.3示踪剂法的应用局限性
应用示踪剂法时要分别在给 水管线、蒸汽发生器的排污管线和 主蒸汽管线进行间断,重复多次取 样,不能实现在线测量,并且在多 份取样时,还要保证取样时间的一 致性。哥f试样的分析处理程序复 杂,所用仪器(如原子吸收光谱分 析仪)昂贵,操作过程复杂。
基本原理是光线通过含有细微颗
粒的均匀介质时,一部分光产生
散射现象,另一部分光被颗粒吸
收一j。光学湿度测量法主要分为
两类:角散射法和全散射法(或称
消光法)。
1.3.1角散射法
角散射法是通过测量水滴对
入射光的某一散射特性,然后根
据Mie理论对测量数据进行处理
求得被测汽流中水滴直径和蒸汽
湿度的。根据Mie理论,当波长
热力学法是自20世纪60年 代开始发展起来的根据热力学理 论测量蒸汽湿度的一系列方法。 热力学法主要包括:节流法、凝结 法、加热法、蒸汽一空气混合法 等,它们都属于抽汽取样法,即从 蒸汽的主汽流中抽取蒸汽试样, 然后引向测量段。 1.2.1 节流法