АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ТЕПЛОЦЕННОСТИ ГАЗООБРАЗНЫХ ТОПЛИВ

Известны автоматические и лабораторные анализаторы теплоценности газообразных топлив, содержащие камеру сгорания с горелкой и батареей термопар. Измерение теплоценности газообразных топлив этими анализаторами осуществляется по температуре продуктов сгорания (Измерения в промышленности. Справочник./ Под ред. ГроФоса Г., М.S Металлургия. 1980, с. 440-441).
Недостатком этих анализаторов является то, что с их помощью можно измерять только низшую объемную теплоту сгорания топлив, используемую при выполнении товароучетных операций. Этой информации недостаточно для настройки горелок различных огневых нагревателей, в которых сжигаются газы. Для этого необходима дополнительная информация об индексе Воббе.
Наиболее близким по технической сущности из известных автоматических анализаторов теплоценности газообразных топлив является анализатор (Датчик числа Воббе, модель ДК, Каталог Фирмы Junkalor (Германия)), содержащий камеру сгорания с горелкой и батареей термопар, преобразователь сигнала этой батареи в униФицироеанный сигнал, стабилизатор давления анализируемого газа, выход июторого соединен со входом турбулентного дросселя, и газовую лини. Этот анализатор позволяет измерять индекс Вобёе, который является показателем теплоценности газообразных топлив, используемым при настройке режимов работы горелок огневых нагревателей.
Недостатком данного анализатора является то, что он не позволяет получить информацию о низшей теплоте сгорания газообразных топлив, значение.которой используется в товароучетных операциях.
Сущность полезной модели
Задачей создания полезной модели является получение возможности комплексной автоматической оценки теплоценности газообразных топлив.
Технический результат - расширение информационных возможностей автоматических анализаторов: индекса Воббе.
Технический результат достигается тем, что в автоматическом анализаторе теплоценности газообразных топлив, содержащем камеру сгорания с горелкой и батареей термопар, преобразователь сигнала этой батареи в унифицированный сигнал, стабилизатор давления анализируемого газа, выход которого соединен со входом турбулентного дросселя, и газовую линию, выход турбулентного дросселя соединен со входом ламинарного дросселя, выход последнего газовой линией 2 соединен со входом горелки, при этом ко входу и выходу ламинарного дросселя подключены соответственно плюсовая и минусовая камеры дифференциального манометра с унифицированным выходным сигналом, причем выход преобразователя сигнала батареи термопар соединен со входом Делимое делительного вычислительного устройства, a выход дифференциального манометра соединен со входом Делитель этого делительного устройства.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительную особенность в совокупности элементов и их взаимном расположении.
Краткое описание чертежей
-7- ,
Автоматический анализатор теплоценности газообразных топлив содержит камеру сгорания 1 с горелкой 2 и батареей термопар 3, преобразователь 4 сигнала этой батареи в унифицированный сигнал, стабилизатор давления 5 анализируемого газа, выход & которого соединен со входом 7 турбулентного дросселя 8, выход 9 турбулентного дросселя соединен со входом 10 ламинарного дросселя 11, выход 12 этого дросселя газовой линией 13 соединен со входом 14 горелки 2. Ко входу 1О и выходу 12 ламинарного дросселя подключены соответственно плюсовая 15 и минусоЕ:ая 16 камеры дифференциального манометра 17. Выход IS преобразователя 4 соединен со входом Делимое делительного вычислительного устройства 19, а выход 20 дифференциального манометра 17 соединен со входом Делитель вычислительного устройства 19. Измерительные приборы 21 и 22 подключены соответственно к выходам вычислительного устройства 19 и преобразователя 4.
полезной модели На фиг.1 изображена схема автоматического анализатора теплоценности газообразных топ лив. Лучший вариант реализации мый газ поступает на вход стабилизатора давления 5, ас выхода 6
последнего при постоянном давлении  газ поступает последовательно в турбулентный S и ламинарный 11 дроссели, газовую линию 13 и горелку 2. Вытекающий из горелки 2 горючий газ сгорает в камере сгорания 1 в потоке воздуха. Образующиеся продукты сгорания омывают измерительные спаи йатареи термопар 3. Сигнал батареи термопар, преобразуемый в унифицированный сигнал преобразователем 4, пропорционален значению индекса Воббе. Этот сигнал измеряется и регистрируется измерительным прибором 22.
Выходной сигнал дифференциального манометра 17, составляющий вместе с ламинарным дросселем 11 капиллярный расходомер, пропорциональный объемному расходу анализируемого газа, поступает на вход Делитель вычислительного устройства 19.
Это устройство вычисляет отношение сигнала преобразователя 4 к сигналу дифференциального манометра 17. Выходной сигнал вычислительного устройства, измеряемый и регистрируемый измерительным прибором 21, пропорционален низшей теплоте сгорания анализируемого газа.
Таким образом, предлагаемый автоматический анализатор позволяет одновременно измерять как индекс Воббе, так и низшую теплоту сгорания анализируемого газа.
Возможность такого измерения вытекает из следующих положений.
Индекс Воббе 2 определяется выражением
Л лг
ijn
где К - постоянный коэффициент
J LH  низшая объемная теплота сгорания анализируемого газа. уО  плотность анализируемого газа в нормальных условиях. Сигнал преобразователя 4 пропорционален индексу Воёбеи
- 4 о;- 1..к-Л ,
где / - коэффициент преобразования анализатора.
Объемный расход Сл анализируеного газа череа турбулентный дроссель при постоянной давлении rf на его входе описывается
выражением:.ix,
Если предстаЕ:ить коэффициент А в еиде г    3
то выражение (2) с учетом выражения (3) можно преобразовать к ви-
%  с,/,/(з-р /,5Л,
где Kf)  / АЗ .
Для сигнала капиллярного расходомера, состоящего из ламинарного дросселя 11 и дифференциального манометра 17, Б- тех случаях, когда вязкость газа изменяется незначительно (обычно это имеет место для природных rasoe и их смесей), имеем
и,к,-а,
где  - коэффициент преобразования капиллярного расходомера.
Отношение сигналов у вычисляемое устройствам 19, позволяет определить низшую теплоту сгорания анализируемого газа:
ТТ TJ - Q и П
X/, л  АлЛ//
с/2  U( 6 )
где /tJ2  6   постоянный коэффициент.
Преимуществами данного технического решения являются
-возможность получения полной комплексной оценки теплоценности газообразных топливр
J п
С
4 )
Промышленное применение
Автоматический анализатор теплоценности газообразных ТОПЛИБ предлагаемой конструкции может быть реализован на базе промышленного анализатора индекса Воббе.
Комплектация этого анализатора капиллярным расходомером обеспечивает возможность одновременного измерения как индекса Воббе, так и низшей теплоты сгорания газообразных топлив.
- 6 Фориула