Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J
S e r i a : I N Ż Y N I E R I A Ś R O D O W I S K A z . 33 N r k o l . 1 0 3 3
________ 1990
H e n r y k M E L O C H P i o t r K A B S C H F r a n c i s z e k K N O P K r z y s z t o f K A C Z M A R S K I
I n s t y t u t I n ż y n i e r i i O c h r o n y ś r o d o w i s k o P o l i t e c h n i k i W r o c ł a w s k i e j
W i e s ł a w O S T R O P O L S K I
I n s t y t u t T e c h n i k i C i e p l n e j 1 M e c h a n i k i P ł y n ó w P o l i t e c h n i k i W r o c ł a w s k i e j
K O N D U K T O M E T R Y C Z N A T E C H N I K A P O M I A R Ó W W Y B R A N Y C H P A R A M E T R Ó W P R Z E P Ł Y W Ó W P I E R ś C I E N I O W O - D Y S P E R S Y O N Y C H
S t r e s z c z e n i e . P r z e d s t a w i o n o k r y t y c z n ą a n a l i z ę s t o s o w a n y c h d o t y c h - c z b b m e t o d p o m i a r o w y c h . O p i s a n o o p r a c o w a n ą p r z e z a u t o r ó w k o n d u k t o - m e t r y c z n ą m e t o d ę b a d a n i a p r ę d k o ś c i r u c h u e l e m e n t ó w c i e c z y , o r y g i n a l n a a p a r a t u r ę o r a z m e t o d y k ę p r o w a d z e n i a p o m i a r ó w i o p r a c o w y w a n i a w y n i k ó w .
1. W P R O W A D Z E N I E
P r z e p ł y w y p i e r ś c l e n i o w o - d y s p e r s y j n e s ą j e d n ą z c z ę ś c i e j w y s t ę p u j ą c y c h f o r m k o n t a k t o w a n i a f a z p r z y o c z y s z c z a n i u g a z ó w o d l o t o w y c h . M a t o r ó w n i e ż m i e j s c e w c o r a z c z ę ś c i e j s t o s o w a n y c h ( d o o d p y l a n i a i a b s o r p c j i ) p ł u c z k a c h 0 w y s o k i c h p r ę d k o ś c i a c h p r z e p ł y w u m e d i ó w . P o z n a n i e p r z e b i e g u z j a w i s k p r z e p ł y w ó w w i e l o f a z o w y c h w t y c h p ł u c z k a c h ( k o n i e c z n e m . i n . d o p r z y g o t o w a n i a p o d s t a w i c h p r o j e k t o w a n i a ) , a z w ł a s z c z a r u c h u e l e m e n t ó w c i e c z y ( p r ę d k o ś c i 1 c z a s ó w p r z e b y w a n i a k r o p e l o r a z f i l m u c i e c z y , o b j ę t o ś c i c i e c z y " z a w i e s z o n e j " ) c z y w i e l k o ś c i p o w i e r z c h n i k o n t a k t u f a z w y m a g a J e d n a k d o b o r u m e t o d p o m i a r o w y c h d o s t o s o w a n y c h d o w a r u n k ó w d z i a ł a n i a a p a r a t ó w , w w i ę k s z o ś c i n o w o c z e s n y c h p ł u c z e k m a ł o g a b a r y t o w y c h , w t y m s z c z e g ó l n i e i n t e r e s u j ę - c y c h k o n t a k t o r ó w i n i e k c y j n y c h , p r ę d k o ś c i p r z e p ł y w u g a z u m i e s z c z ą s i ę w z a k r e s i e 2 0 - 7 0 m / a , c h o ć w n i e k t ó r y c h z w ę ż k a c h V e n t u r k i e g o p r z e k r a c z a j ę 1 0 0 m / a .
J e d n y m z w a ż n i e j s z y c h p a r a m e t r ó w o p i s u j ą c y c h d z i a ł a n i e a b s o r b e r ó w J e s t o b j ę t o ś ć c i e c z y " z a w i e s z o n e j " V c . tj . o b j ę t o ś ć c i e c z y , j a k e w d o w o l n e j c h w i l i z n a j d u j e s i ę w p r z e s t r z e n i r o b o c z e j . O b j ę t o ś ć t a J e e t ś c i ś l e z w i ę - z a n a z a r ó w n o z n a t ę ż e n i e m z r a s z a n i a . J a k i z a s t o p n i e m r o z d r o b n i e n i a c i e c z y , a t y m s a m y m i z p o w i e r z c h n i ę k o n t a k t u f a z b ę d ę c ę w p r z e p ł y w a c h p i e r
216 H. Meloch i inni
ścieniowo-dyspersyjnych sumę powierzchni kropel F fc i jej filmu (płynę- cego po wewnętrznych ściankach aparatu) F f . Odpowi ed ni o więc całkowita objętość cieczy "zawieszonej" V c jest sumę ob jętości kropel V k i filmu V f . Wych od zę c z czasów przemieszczania się (w strefie roboczej) kropel tfc i filmu t f można z kolei określić te objętości ("zawieszonych" kropel i filmu) jako:
V k “ L ck • *k 1 V f “ L cf * *f . ( 1 ) ' (2)
gdzie: L c » Lck + L ^ to strumień objętości cieczy: całkowity l_c oraz przepływajęcy w formie kropel i filmu L c f
Aby więc móc określić objętość cieczy "zawieszonej", kon ieczne Jest wyzna cz eni e t^, t^, L c oraz L ^ lub L ck-
Można również próbować wy znaczać be zp ośrednio do św iad cz al nie tę ob ję
tość, np. przez gwałtowne odcięcie pr zepływu medió w przez aparat lub po
średnio, np. mierzęc po wi er zch ni ę kontaktu faz metodę chemicznę i z niej wyliczajęc V c .
W poznaniu zjawisk dotyczęcych przepływów, ale także wy m ian y masy duże znaczenie ma również znajomość prędkości ruchu el ementów cieczy (kropel w k filmu w f ) tak wzgl ęd em ścianek aparatu, jak i wzglę dem gazu.
2. a n a l i z a m e t o o b a d a n i a o b j ę t o ś c i c i e c z y z a w i e s z o n e j I RUCHU ELE MEN TÓ W CIECZY
Uzy sk ani e wiar yg odn yc h wy n ikó w pomiarów przepływu pi er ścieniowo-dysper- syjnego w wy so ko prę dk oś cio wy ch płuczkach z uwagi na:
- bardzo krótkie czasy przebywania ciecz y w strefie roboczej aparatu o
(10-10 ma) oraz
- dużę wrażli woś ć takiego prz epływu na nie wi el k ie nawet zaburzenia para
metrów hydrodynamicznych
wymaga, aby metoda pomiarowa spełniała nastę puj ęc e warunki:
- nie powinna powodować istotnych zmian w przepływie faz (np. w wyniku umieszczenia czujników),
- winna umożliwiać określanie zarówno wa rtości średnich (dla całej prze
strzeni aparatu). Jak i war toś ci lokalnych, np. prędkości kropel i fil
mu czy objętości "zawieszonej" cieczy,
- czas trwania pomiaru winie n być co najmniej o 2 rzędy dłuższy od czasu reakcji układu pomiarowego, co oznacza, że bezwładność tego ostatniego nie może być większa niż 1 0 0 ^ s .
Ponadto metoda ta powinna oc zy wiś ci e cha ra kteryzować się możliwie dużę d o k ł a d n o ś c l ę , Jednoznaczn oś cl ę interpretacji wy n ik ó w oraz dostępnościę
Konduktometryczna technika pomiarów.. 217
m a t e r i a ł ó w i p r z y r z ą d ó w s ł u ż ą c y c h d o b u d o w y u k ł a d u p o m i a r o w e g o o r a z p r z e t w a r z a n i a w y n i k ó w .
Z n a k o m i t a w i ę k s z o ś ć s t o s o w a n y c h d o t ę d m e t o d , np . b a d a n i a o b j ę t o ś c i c i e c z y " z a w i e s z o n e j " , t y c h w a r u n k ó w n i e s p e ł n i a . I t a k s
- m e t o d y i z o l a c y j n e p o l e g a j ? n a b e z p o ś r e d n i m p o m i a r z e o b j ę t o ś c i c i e c z y p o s z y b k i m o d c i ę c i u p r z e p ł y w u w s t r e f i e r o b o c z e j |V] , [V ] * C 3] ' M • W i ę ż ę s i ę z i s t o t n y m z a b u r z e n i e m p r z e p ł y w u , d u ż ę b e z w ł a d n o ś c i ? u k ł a d u pomiarowego o r a z w ę t p l i w ę d o k ł a d n o ś c i ? p r z y w y s o k i c h p r ę d k o ś c i a c h p r z e p ł y w u faz,
- m e t o d a pomiaru o l' j ę t o ś c i c i e c z y " z a w i e s z o n e j " p o p r z e z i z o k i n e t y c z n y p o b ó r próbki gazu [eT| p o z w a l a w r z e c z y w i s t o ś c i j e d y n i e o k r e ś l a ć l o k a l n e wartości g ę s t o ś c i s t r u m i e n i a , a l e n i e p o z w a l a w y z n a c z a ć l o k a l n y c h w a r tości p r ę d k o ś c i e l e m e n t ó w c i e c z y , a c o z a t y m i d z i e - w p r a k t y c e n i e s p e ł n i a celu, j s k i j e j w y z n a c z y l i a u t o r z y ,
- metodę wagow?
[V],
p o l e g a j ę c ? na w s ż e n i u c a ł e g o a p a r a t u p o d c z a s p r a c y z ciecz? i " na s u c h o " , c e c h u j e n i s k a d o k ł a d n o ś ć , z w ł a s z c z a p r z y b a d a n i a c h w i ę k s z y c h m o d e l i p ł u c z e k .Z n a c z n i e b a r d z i e j p r z y d a t n e d l a b a d a ń p r z y d u ż y c h p r ę d k o ś c i a c h r u c h u faz s? metody p o ś r e d n i e , w t y m z w ł a s z c z a m e t o d y z n a c z n i k ó w . P o l e g a j ? o n e na bezpośrednim p o m i a r z e c z a s u , k t ó r y u p ł y w a o d w p r o w a d z e n i a z n a c z n i k a ( d o strumienia c i e c z y ) d o m o m e n t u p o j a w i e n i a s i ę p r o g o w e j w a r t o ś c i s t ę ż e n i a z n a c z n i k a w c i e c z y z n a j d u j ę c e j s i ę w o k r e ś l o n y m p u n k c i e o d l e g ł y m o x od p u n k t u d o z o w a n i a . O s k o z n a c z n i k ó w u ż y w a s i ę s z y b k o d y f u n d u j ę c y c h e l e k t r o l i t ó w lub s u b s t a n c j i r a d i o a k t y w n y c h .
Dotychczasowe w e r s j e i z a s t o s o w a n i a t y c h m e t o d [ V ] , [ V ] , s ł u ż y ł y do badań płuczek o s t o s u n k o w o n i s k i c h p r ę d k o ś c i a c h r u c h u f a z ( n p . p ł u c z e k z wypełnieniem), a d o d a t k o w o o k r e ś l a n o n i m i n a o g ó ł w y ł ę c z n i e c z a s y p r z e j ścia z n a c z n i k a p r z e z c a ł y a p a r a t l u b s t r e f ę r o b o c z ę .
Spośród m e t o d o z n a c z a n i a s t ę ż e ń n a j b a r d z i e j i n t e r e s u j ę c a w y d a j e s i ę m e t o d a k o n d u k t o m e t r y c z n a .
M o ż n a s ę d z i ć , ż e :
- d z i ę k i p r o s t o c i e 1 s z y b k o ś c i p o m i a r u k o n d u k t a n c j i p o z w a l a o n a o k r e ś l a ć c z a s y m i ę d z y i m p u l s o w e z w y s o k ? d o k ł a d n o ś c i ? ( - I ^l l s),
- daje s z a n s e m i n i a t u r y z a c j i c z u j n i k ó w , a t y m s a m y m s t w a r z a m o ż l i w o ś c i p r o w a d z e n i a b a d a ń w d o w o l n y m f r a g m e n c i e p r z e s t r z e n i r o b o c z e j a p a r a t u , c o jest s z c z e g ó l n i e w a ż n e w o d n i e s i e n i u d o m a ł o g a b a r y t o w y c h p ł u c z e k w y s o k o p r ę d k o ś c i o w y c h ,
- p o z w a l a na p o m i a r r u c h u t a k k r o p e l c i e c z y j a k 1 f i l m u
o r a z - c o n a j w a ż n i e j s z e
- i s t n i e j e r e a l n a s z a n s a z b u d o w a n i a (z d o s t ę p n y c h w k r a j u m i e r n i k ó w , e l e m e n t ó w i m a t e r i a ł ó w ) u k ł a d u p o m i a r o w e g o o m a ł e j b e z w ł a d n o ś c i , w y s o k i e j d o k ł a d n o ś c i , w p e ł n i b e z p i e c z n e g o o r a z z m o ż l i w o ś c i ? a u t o m a t y z a c j i b a d a ń l ł a t w e g o p r z e t w a r z a n i a i c h w y n i k ó w .
218 H. Moloch 1 Inni
Te zalety spowodowały, że autor zy będąc zmuszeni do pr zygotowania na
rzędzi pracy w badaniach nad wymianę masy, pędu i ciepła w kontaktorach iniekcyjnych wybra li wł aś nie metodę konduktom etr yc zn ę do badania ruchu elementów cieczy oraz opracowali odpowiednię meto dy kę i aparaturę.
3. METODA KON DUKTOMETRII W ZA ST OSO WA NI U DO POMIARÓW RUC HU ELEMENTÓW CIECZY W W YS O K OP R ąD K O ŚC I OW Y C H PŁUC ZK AC H [lO] , .[li] , [ l Ź ] , [l3]
3.1. Ruch kropel
Schemat blokowy układu po miarowego przedstawia rys. 1. Znacznik (powo
dujący istotnę zmianę konduktancjl cieczy) wpr ow a dz a ny jest dawkami(do przestrzeni aparatu, w której poruszaję się krople) mikrodyszę 1 połęczo- nę z programow an ym dozownikiem. W m lkr od ys zy (rys. 2) wb u do w an y jest czujnik k on d u kt o met ry cz ny START uru ch ami aj ęc y pomiar czasu. Zaszczepione znacznikiem krople padajęc na pr z ed sta wi on y na rys. 3 czujnik STOP (czuj
ników takich może być wie le umieszczo ny ch wz dł uż drogi ruchu kropel) dają impuls ko ńczący pomiar czasu.
Rys. 1. Schemat blokowy układu po miarowego
OKS - oscyloskop, DL - blok de te kcyjno-logiczny, DP - dyspenser pr o gr amo wany, PFL - licznik czasu, ERO - drukarka, Z - zbio rni k znacznika, K - gar
dziel iniekcyjnej płuczki Fig. 1. Block diagram of mea suring set
OKS - a s c i l l o s c o p s , D L - detection - logical block, DP - pro gra mm abl e dispencer P F L - time meter, E R D - printer, Z - marker tank K - throat of tha injection-
-scrubber
Konduktometryczna technika pomiarów.. 219
R y s . 2. M i k r o d y s z a z w b u d o w a n y m c z u j n i k i e m k o n d u k t o m e t r y c z n y m S T A R T 1 - e l e k t r o d a , 2 - e k r a n o w a n y p r z e w ó d , 3 - r u r k a n i k r o d y s z y
F i g . 2. M l c r o j e t w i t h c o n d u c t o m e t r i a l I n d i c a t o r S T A R T 1 - e l e c t r o d e , 2 - s c r e e n e d c a b l e , 3 - p i p e
R y s . 3. C z u j n i k k o n d u k t o m e t r y c z n y S T O P
1 , 2 - e l e k t r o d y , 3 - i z o l a c j a e l e k t r y c z n a , 4 - e l e m e n t m o c u j ą c y , 5 - e k r a n o w a n y p r z e w ó d
F i g . 3. C o n d u c t o m e t r i c a l i n d i c a t o r S T O P
1 , 2 - e l e c t r o d e s , 3 - e l e c t r i c a l i s o l a t i o n , 4 - f i x i n g , 5 - s c r e e n e d c a b l e
W c e l u u n i k n i ę c i a w p ł y w u r ó ż n i c w w y k o n a n i u c z u j n i k ó w i z m i a n k o n d u k t a n - c j i c i e c z y w z d ł u ż d r o g i r u c h u z n a c z o n y c h k r o p e l ( k t ó r e p o d l e g a j ę k o a l a e c e n - c j i i r o z p a d o w i ) n a d o k ł a d n o ś ć p o m i a r ó w z d e c y d o w a n o , t a n i e w y s t a r c z a J e d y n i e p o m i a r c z a e u m i ę d z y w y s t ę p l e n i e m n a p i ę ć p r o g o w y c h w c z u j n i k a c h S T A R T 1 S T O P , a l e k o n i e c z n y J e e t t a k ż e p o m i a r c z a s ó w n a r a s t a n i a n a p i ę c i a
220 H. Meloch 1 inni
R y s . 4. P r z e b i e g i n a r o s t ó w n a p i ę ć n a c z u j n i k a c h S T A R T 1 S T O P F i g . 4 . C h a r a c t e r i s t i c s o f v o l t a g e i n c r e a s e o f t h e i n d i c a t o r s S T A R T a n d
S T O P
w t y c h c z u j n i k a c h . I d e ę t a k i e j a s t r o l o g i c z n e j a o d y f i k a c j l m e t o d y p o m i a r u c z a s u p r z e m i e s z c z a n i a s i ę k r o p e l i l u s t r u j e r y s . 4. P o j a w i e n i e s i ę n a p i ę c i a p r o g o w e g o V j n a c z u j n i k u S T A R T u r u c h a m i a p o m i a r c z a s ó w A ( l ) , A ( 2 ) , A ( 3 ) , z a ś p o j a w i e n i e s i ę n a p i ę c i a V 2 n a t y m ż e c z u j n i k u w y ł ę c z a p o m i a r c z a s u A ( l ) . P o j a w i e n i e s i ę n a p i ę c i a V 2 n a c z u j n i k u S T O P w y ł ę c z a ł o p o m i a r c z a s u a(2 ), z a ś n a p i ę c i e V2 n a t y m ż e c z u j n i k u k o ń c z y ł o p o m i a r c z a s u A ( 3 ) . W y k o r z y s t u j ę c p r a w i e l i n i o w y p r z e b i e g z m i a n n a p i ę c i a w z a k r e s i e 0 - V 2 m o ż n a o k r e ś l a ć f a k t y c z n y c z a s p r z e m i e s z c z a n i a s i ę k r o p e l m i ę d z y c z u j n i k a m i S T A R T i S T O P (a w i ę c m i ę d z y o d p o w i a d a j ę c y m l i m p r z e k r o j a m i a p a r a t u ) J a k o
A ( l ) . V , ♦ a( 2 ) . V_ - A ( 3 ) . V,
t - --- i---- o _ v * --- i ( 3 )
2 1
Z a s a d ę d z i a ł a n i a s y s t e m u p o m i a r o w e g o z p r z e t w o r z e n i e m i g r o m a d z e n i e m w y n i k ó w i l u s t r u j e r y e . S.
K o n d u k t o n t ryczna technika pomiarów.. 221
0,(1)
próg II kanału
czujnik 1
— próg I kanału S T A R T --- e-t
R y s . 5. Z a s a d a d z i a ł a n i a s y s t e m u p o m i a r o w e g o F i g . 5. P r i n c i p l e o f m e a s u r i n g of s e t p e r f o r m a n c e
3 . 2 . R u c h f i l m u c i e c z y
W b a d a n i a c h r u c h u f i l m u c i e c z y m o ż n a p o s ł u g i w a ć s i ę t a k i m s a m y m z e s t a w e m p o d s t a w o w e j a p a r a t u r y i o s p r z ę t u p o m i a r o w e g o J a k p r z y b a d a n i a c h r u c h u k r o p e l , z t y m ż e k o n i e c z n e s ę z m i a n y :
- h s p o s o b i e d o z o w a n i a z n a c z n i k a , a t a k ż e w z a j e m n y m r o z m i e s z c z e n i u c z u j n i k ó w i k r ó ć c ó w d o d o z o w a n i a o r a z
- p o l e g a j ę c e n a z a s t o s o w a n i u i n n e g o r o d z a j u c z u j n i k a k o n d u k t o a e t r y c z n e g o .
222 H. Meloch 1 inni
Schemat rozmieszczania czu jników ko n du kt ome tr yc zny ch oraz króćc ów do dozowania znacznika prz edstawia rys. 6, zaś budowę czujnika rys. 7.
Ilość zestawów króciec dozuj ęc y - czujnik k on du kt ome tr yc zny może być do
wolna.
I 1»
I
Rys. 6. Schemat rozmieszczenia cz ujników ko nd ukt om et ryc zn yc h oraz króćców dozowania znacznika do filmu
Fig. 6. Spacing of c ond uc to met ri ca l indicators and ma rker inlets
Znacz ni k do zowany Jest w tym wy p ad k u poprzez porowatę ściankę, aby nie zakłócić ruchu filmu i uniknęć p r ze do st awa ni a się zn acznika do strumienia gazu. Do zo wan ie znacznika w zestawie 1 umożliwia określenie czasu p rz e mieszc za nia się filmu między zes tawami 1 1 2 (wówczas czujnik zestawu 1 pełni rolę START, czujnik zestawu 2 rolę STOP).
3.3. Stosowana aparatura
Układ pom iarowy zb udowano wy k or zys tu ję c wy ł ę czn ie apa raturę krajowej produkcji. Do dozowania znacznika używano programo wa ne go dyspensera typu 338B produkcji UNIPAN.
Prz ebiegi zmian kon du ktancji cieczy, których znajomość była niezbędna w celu poznania ch ar akterystyki cz uj nik ów i sprawdzenia popraw no ści dzia
łania bloku de tek cyjno-logicznego, obserwo wa no za pomocę dwu ka nałowego oscyloskopu typu OKS-512 A pro dukcji Radiotechnika. Utrwalenie ob s erw o
wanego przebiegu na ekranie os cyloskopu można uzyskać poprz ez spr zęg ni ę
cie go z pamięcię typu PO-1 pro dukcji KAMftR.
Czasy mię dz yimpulsowe mier zo no za pomocę c z ęst oś ci omi erz y - liczników czasu typu PFL-21 pr od ukcji Z O P A N , a reje str ow an o je za pomocę drukarki typu ERD— 103 produkcji WS Z Kraków. Układ umożliwia również podłęcz en le
Kondukłometryczna technika pomiarów.. 223
j a k o r e j e s t r a t o r a d z i u r k a r k i t a ś m y t y p u O T 1 0 5 S p r o d u k c j i M E R A - E L Z A B l u b p a m i ę c i k a s e t o w e j P K - 1 p r o d u k c j i M E R A M A T . T e d w a o s t a t n i e z w y m i e n i o n y c h s p o s o b ó w r e j e s t r a c j i u m o ż l i w i a j ę p r o w a d z e n i e n i e m a l ż e n a b i e ż ę c o k o m p u t e r o w e j o b r ó b k i d a n y c h p o m i a r o w y c h , o g r a n i c z a j ą c p r a c o c h ł o n n o ś ć e k s p e r y m e n t u d o m i n i m u m .
R y s . 7. C z u j n i k k o n d u k t a n c j i f i l m u
1 , 2 - e l e k t r o d y , 3 - i z o l a c j a e l e k t r y c z n a , 4 - k o r p u s c z u j n i k a , 5 - e k r a n o w a n e p r z e w o d y , 6 - ś c i a n k a g a r d z i e l i , 7 - f i l m c i e c z y
Fig. 7. C o n d u c t o m e t r i c a l i n d i c a t o r f o r t h e l i q u i d f i l m 1 , 2 , - e l e c t r o d e s , 3 - e l e c t r i c a l i s o l a t i o n , 4 - f i x i n g , 5 - s c r e e n e d c a b
l e s , 6 - w a l l o f t h e t h r o a t , 7 - l u q u i d f i l m
O p r ó c z w y m i e n i o n e j a p a r a t u r y n a u k ł a d p o m i a r o w y s k ł a d a ł y s i ę c z u j n i k i i b l o k d e t e k c y j n o - l o g i c z n y . S ą t o n i e t y p o w e e l e m e n t y z a p r o j e k t o w a n e i z b u d o w a n e p r z e z a u t o r ó w n i n i e j s z e j p r a c y .
3 . 4 . S p o s ó b p r o w a d z e n i a p o m i a r ó w i o p r a c o w a n i a u z y s k a n y c h w y n i k ó w
P o m i a r y c z a s ó w p r z e m i e s z c z a n i a s i ę e l e m e n t ó w f a z y c i e k ł e j w m o d e l o w e j p ł u c z c e r o z p o c z y n a n o o d r e g u l a c j i p o d s t a w o w y c h p a r a m e t r ó w p r z e p ł y w u t a k i c h J a k p r ę d k o ś ć g a z u o r a z n a t ę ż e n i e z r a s z a n i a . P o o s i ą g n i ę c i u s t a b i l n o ś c i t y c h p a r a m e t r ó w o r a z p r z y g o t o w a n i u c a ł e g o u k ł a d u p o m i a r o w e g o d o z o w a n o e l e k t r o l i t y c z n y z n a c z n i k . J e d n o r a z o w e d o z o w a n i e z n a c z n i k a u m o ż l i w i a ł o d o k o n a n i e p o m i a r u c z a s ó w A ( l ) , a (2 ) i a( 3) o r a z o b l i c z e n i e p o j e d y n c z e j w a r t o ś c i c z a s u t p r z e m i e s z c z a n i a s i ę k r o p e l l u b f i l m u p o m i ę d z y p r z e k r o j a m i p o m i a r o w y m i .
224 H. Moloch i inni
Kolejna dozowanie znacznika wy z wa la ły (automatycznie) pomia ry czasów międzyimpulsowych i poszerzały zbiór w ar to ści czasu t traktowanego jako zmienna losowa. Stopień skomplikowania bowiem procesów zacho dzą cy ch pomię
dzy przekrojem iniekcji cieczy a przekro ja mi po miarowymi (k o a l e s c e n c j a , wtórny rozpad kropel, migracja cieczy pomiędzy str umieniem kropel i fil
mem itp. ) sprawia. Ze kaZda kropla docierająca do przekroju pomiarowego (uderzająca w czujnik k o n d u k t a n c j i ) ma nieco inną "historię".
Zatem uzy skanie wa r to ści rep re zentatywnych wy m ag ało prowadzenia sta
tystycznej anali zy uz ys kiwanych rezultatów.
W każdym z war ia nt ów pomiarowych wykony wa no około 60 powtórzeń, gdyż - Jak stwierdzono - taka liczność próbki losowej zapewnia stosunkowo nie
wielk ie odchylenia standardowe czasu t. Zatem średni czas t (rozumiany jako wartość oczekiwana z próbki l o s o w e j ) uznawano za za dow al aj ą c y estyma
tor tegoż parametru po ch odzącego z nieznanej populacji generalnej. Staty
styczną analizę rejestrowanych aut om aty cz ni e wy n i kó w prowadzono za pomocą mikrokomputera.
4. PODSUMOWANIE
Opracowana metoda pomiarowa posiada szereg zalet. Podsta wow ą zaletą jest to, że zasada pomiaru umożliwia pośrednie ok re śla ni e faktycznych czasów docierania czoła “fali" znacznika do prz ekroju pom iarowego z w y soką dokładnością, pomimo iż rz eczywiste czasy osiągania po szczególnych progów kon du ktancji są stosunk ow o długie. Zatem sama zasada pomiaru sta
wia już metodę w rzędzie nadają cy ch się do badania proc es ów szybko zmien
nych, jakimi są procesy i zjawiska s kła da ją ce się na pr zep ły wy pierście- nlowo-dyspersyjne. Maksymalną niedokładność, z jaką mi erzony Jest czas t, można szacować na 1 do 2 ms. Zastos ow ana aparatura reaguje natomiast jeszcze szybciej, gdyż opóźnie ni a w reakcji układu kształtują się poniżej 10 ^j.s. Wynika to z ch ara kterystyki i funkcji jeg o ele men tó w składowych.
Pewną wadą pr ez entowanego systemu pomia ro weg o jest fakt, że zarówno czujniki. Jak i blok d e te k cy jno -l og icz ny są nie typowe 1 wymagają z b ud o wa nia, ale jest to możliwe na po dstawie dostępnych materiałów. Wska zan e by
łoby zatem podjęcie choćby jednostkowej ich pr odukcji na potrzeby zain
teresowanych krajowych pla ców ek badawczych.
Opracowana metodyka pomiarowa pr ze znaczona Jest do określan ia p ar ame trów ruchu el ementów fazy ciekłej oraz lokalnych i ca łkowitych objętości cieczy "z awi e s zo n ej ” , zarówno w nisko-, Jak i w y so k opr ęd ko ścl owy ch wy m ie n nikach masy (tj. w wi ęk szo śc i typów ab so rb eró w i w niektórych ekstrakto- rach), ciepła (np. w suszarkach r o z p ł y w o w y c h ), a także pędu (np. w stru- eienicach).
Kondukt owe tryczna technika poalarów.. 225
S t w i e r d z o n o p e ł ń « p r z y d a t n o ś ć a a t o d y k l d o p o w l a r ó w p r z y p r g d k o ś c l e o h :
- g a z u w z a k r e a i e 0 - 5 0 m/m, - c i e c z y w z a k r e a i e 0 - 3 0 m/m.
O p r a c o w a n y u k ład p o « l a r o w y u a o ż l l w l a w y k o n a n i e d o 3 0 0 p o a l a r ó w w c l « g u g o d z i n y .
»
L I T E R A T U R A
f i l K a a t u r l 6 . . S t e p a n e k 3.B. : C h o w . Eng. S e l . 1 9 7 4 , nr 8 , vo l . 2 9 , a. 713-719.
[ 2 ] O e p s e n I . C . , R a l p h 3 . L . : P r o c e e a . Inat. M e c h . Eng. 1 9 6 9 - 7 0 , v o l . 184, a. 154-165.
[ s l L i n e k V . , B e n e e P . t Ind. Eng. C h e « . F u n d a « . 1 9 7 8 , v o l . 17, nr 4, a. 298-305.
[
4
] W o ż n i a k M. : InZ. C h a « . , 1 9 7 5 , t. V , n r 4, a. 9 0 3 - 9 1 6 .[
5
I K i t o M . , T a b e l K. : Ind. E n g . C h a « . P r o c . Dee. D e v . , 1 9 7 8 , v o l . 17, n r 4, a. 5 6 8 - 5 7 1 .f6~| W i n k l e r K . , Kaetanefc F. s C o l i . C z e c h . C h e « . C o a a u n . , 1 9 8 2 , v o l . 47, a. 1470-1478.
^7^] Lapidus L . , Ind. Eng. C h e « . : 1 9 5 7 , v o l . 4 9 , n r 6, a. 1 0 0 0 - 1 0 0 6 .
£ 8 ] Fakus h l n a S . , K u s a k a K. : 3. C h e « . En g . 3 a p . , 1 9 7 7 , vo l . 1 0 , n r 6, a. 461-467.
£
9
] W o ż n i a k M . : Inż. C h e « . , 1 9 7 5 , z. vo l . n r 2, a. 4 0 1 - 4 0 7 .["
10
"] M e l o c h H . , K n o p F . : R a p . I n a t . Inż. O c h r . Ś r o d o w . P o l . w r o e ł . S P R nr 31/83, W r o c ł a w 1 9 8 3 .rill M e l o c h H. i ln . : R a p . I n a t . Inż. O c h r . Ś r o d o w . P o l . W r o o ł . S P R n r 64/84, W r o c ł a w 1 9 8 4 .
Tl ż l M e l o c h H. , K n o p F. : Ra p . I n at. I n ż . O c h r . Ś r o d o w . Po l . W r o c ł . S P R n r 5/86, W r o c ł a w 1 9 8 6 .
[1 3 1 M e l o c h H . , 1 l n . : R a p . I n a t . Inż. Ś r o d o w . P o l . W r o e ł . S P R n r 6 7 / 8 7 , W r o c ł a w 1 987.
M E T O SH K A H 3M EPEH H 0 H EK O TO PHI IIAPAMETPOB A H CIIEPC H O -K O Jim EB H X TIH EH H 2
F e s c u e
I I p e A C T a B z e H O K p a T H ' i e c K H f i a n a J i H 3 n p n u e H H e u H Z a o c b x n o p H3u e p H T e J i b H Ł £ x M6T0A . O n H c a B O p a3p a6 0T a H H b i8 a B T o p a M H K O i n y K T O u e T p H H e c K H f i meTOA H c e j t e f l O B a - H H B C K o p o c T H K a n e j i B H Z H A K o f i n j i e H K H . n p e A C T a B a e H O MeioflHKy Be^eHHH Hccze- S O B a n a f i h p a 3 p a 6 o i K H p e s y j i b T a i o B .
226 H. Meloch i lnni
O N M E A S U R E M E N T M E T H O D S O F S O M E P A R A M E T E R S O F A N N U L A R - D I S P E R S E D F L O W
S u ■ ■ a r y
T h e p r e s e n t l y u s e d m e a s u r e m e n t m e t h o d s o f l i q u i d r e s i d e n c e t i m e i n a n n u l a r - d i s p e r c e d f l o w h a v e b e e n a n a l y s e d . T h e n e w ( a d a p t e d b y t h e a u t h o r s ) c o n d u c t o m e t r i c a l m e t h o d o f m e a s u r i n g d r o p l e t a n d l i q u i d m o v e m e n t h a s b e e n p r e s e n t e d . T h e i n v e s t i g a t i o n m e t h o d , a p p a r a t u s a n d p r o c e d u r e o f c o m p u t a t i o n s h a v e b e e n d e s c r i b e d .
