Problematyka pomiaru strumienia mieszaniny gaz-cząstki za pomocą zwężek – badania numeryczne

• Autorzy: Dobrowolski B. , Borsuk G. , Wydrych J.

Warianty tytułu

EN

The problem of measuring the flow of gas-particle mixtures by using venturi meters – numerical calculation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Transport pneumatyczny materiałów rozdrobnionych występuje w wielu dziedzinach przemysłu. W wielu przypadkach wymagany jest pomiar strumienia masy mieszaniny gaz-cząstki stałe lub koncentracji cząstek. Spośród stosowanych metod na uwagę zasługują zwężki pomiarowe. W pracy dokonano przeglądu i analizy stosowanych metod pomiarowych opartych na zastosowaniu zwężek Venturiego. Sformułowano model matematyczny przepływu gaz-cząstki stałe przez zwężkę Venturiego. Przeprowadzono serię obliczeń numerycznych. Obliczenia wykazały, że strumień masy mierzony przez zwężkę zależy od koncentracji wydajnościowej cząstek oraz wartości liczby Stokesa, zależnej od ich średnicy i warunków przepływu. Zaproponowano funkcję korekcyjną uwzględniającą wpływ składu frakcyjnego cząstek oraz warunków pomiaru na ciśnienie różnicowe mierzone na zwężce. Wyniki badań mogą znaleźć zastosowanie przy projektowaniu układów do pomiaru strumienia mieszanin gaz-cząstki stałe.

EN

Pneumatic conveying of pulverized materials present in many industries. In many cases it is required to measure the gas-solid particle mixture mass flow or particle concentration. Among the methods used for measuring venturi meters deserves attention. This paper presents an overview and analysis of the measurement methods based on the use venturi meters. A mathematical model of the gas-solid particles mixture flow through a venturi meter. Numerical calculations were carried. Calculations have shown that the mass flow measured by the venturi meter depends on the concentration of particles and Stokes number, depending on their diameter and flow conditions. It has been proposed correction function taking into account the impact of fractional particle distribution and measurement conditions for differential pressure measured at the venturi meter. The investigation results can be used in the design od systems for measuring gas-particle mixture flow.

Słowa kluczowe

PL

mieszanina gaz-cząstki; zwężka Venturiego; pomiar strumienia

EN

gas-particle mixture; Venturi orifice; flux measurements

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 3130--3139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., pełny tekst CD 3

Twórcy

autor

Dobrowolski B.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej i Aparatury Przemysłowej, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

autor

Borsuk G.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej i Aparatury Przemysłowej, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

autor

Wydrych J.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra Techniki Cieplnej i Aparatury Przemysłowej, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

Bibliografia

• 1. ANSYS Fluent, Ansys Inc., 2014
• 2. Antikajn P.A., Izmerenie raschoda pyli v zapylenom potokie. Teploenergetika, nr 12,1956, 35-37.
• 3. Barth W., Nagel R., van Wavern K., Neues Verfahren zur Bestimmung der augenblicklich geförderten Gutmengen im Lufstrom bei pneumatischer Förderung, Chemie-Ingenieur-Technik, 1957, nr 9, 599-602.
• 4. Barth W., Physikalische und wirtschaftliche Probleme des Transportes von Festteilichen in Flüssigkeiten und Gasen. Chemie - Ingenieur - Technik, 1960, nr 3, 164-170.
• 5. Carlson H.M., Frazier P.M., Engdahl R.B., Meter for flowing mixtures of air and pulverized coal. Trans. ASME, Vol. 70, 1948, 65-79.
• 6. Dobrowolski B., Wydrych J., Computational and experimental analysis of gas-particle flow in furnance power boiler instalations with respect to erosion phenomena, Journal of Theoretical and Applied mechanics, Warszawa, 2007, nr 45, 513-537
• 7. Farbar L., The Venturi as a meter for gas-solid mixtures. Trans. ASME, Vol. 75, 1953, 943-951.
• 8. Gasterstädt E., Die experimentelle Untersuchnung des pneuma tishen Fördervorganges. Zeitschrift des Vereines Deutcher Ingenieure, nr 24, 1924, 617-624.
• 9. Giddings D., Azzopardi B.J., Aroussi A., Pickering SiJ. Absolute measurement of pneumatically conveyed powder using long throat venture, Powder Technology, 172 2007, 149-156
• 10. Gołąbek J. Metrologiczne i aerodydamiczne własności pierścieniowej, trójsygnałowej zwężki Venturiego przy przepływie solgazu. Praca doktorska, Politechnika Śląska, 1979.
• 11. Graczyk Cz., Pomiar natężenia przepływu pyłu węglowego transportowanego powietrzem przy użyciu zwężki mierniczej. Praca doktorska, Politechnika Śląska, Gliwice 1957.
• 12. Graczyk Cz., Przegląd badań krajowych nad zagadnieniem pomiaru natężenia przepływu płynów heterogenicznych za pomocą zwężek. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 12, 1970, 509-511.
• 13.Jung R., Beiträge angenwandter Strömungsforschung zur Entwicklung Kohlenstaubfeuerung. VDI-Forschungsheft, nr 532, 1969.
• 14.Jung R., Der Druckverlauf beim pneumatischen Staubtransport durch ein Kreisrohr veränderlichen Querschnitts. Brennstoff-Warme-Kraft, 1966, nr 8, 377-383.
• 15. Kesova L.A., Ševèenko W.H., Cerezov H.H., Bulavickij J.M., Cepurnoj B.A., Tabaènik P.M., Issliedowanie pylierashodomie row s suzajuscimi ustrojstwami. Teploenergetika, 1984, nr 4, 51- 55.
• 16. Lee J., Crowe C.T., Scaling laws for metering the flow of gas-participle suspension throgh Venturis. J. Fluids Eng. Vol. 104, 1982, 88-91.
• 17. Leroch R., Metoda wyznaczania koncentracji pyłu i prędkości przepływu mieszaniny pyłowo-gazowej w instalacjach młynowych. Energetyka, nr. 7/8, 1975, 27-30.
• 18. Łapa J., Pomiar natężenia przepływu mieszaniny pyłowo-powietrznej za pomocą trójsygnałowej zwężki Venturiego - możliwości i zakres zastosowania. Prace Naukowe IMA i BUT, Pol. Wrocławska, nr 5, 1971, 37-50.
• 19. Łapa J., Praktyczne zastosowanie trójsygnałowej zwężki Venturiego do pomiaru strumienia masy mieszaniny pyłowo- gazowej, Pomiary Automatyka Kontrola, nr 2, 1974, 68-70.
• 20. Mathur M.P., Klinzing G.E., Flow Measurement in Pneumatic Transport of Pulverized Coal, Powder Technology, nr 40, 1984, 309-324.
• 21. Obtułowicz A., Zastosowanie zwężki Venturiego do pomiaru natężenia przepływu pyłu węglowego w elektrowniach, Energetyka, nr 9/10, 1966, 77-78.
• 22. Payne A.L., Crowe C.T., Optimization of the inlet and outlet geometry for metering mass flow of gas-solid mixtures, Proc. 1981, Symp. Instrum. and Control Fossil Energy Processes, ANL-81-62, 1981.
• 23. Payne A., Werner M., Plank D., Crowe C.T., Mass flow measurements of gas-solid suspensions using Venturimeters with light attenuation, The 1982 Symposium on Controls and Instrumentation of Fossil Energy Systems, Huston, June 1982.
• 24. PN-EN ISO 5167-1: Pomiary strumienia płynu za pomocą zwężek pomiarowych, Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa, 2005.
• 25. Szatil A.A., Izmierenie raschoda pyli pri pniewmotransportie, Tieploenergetika, 1957, nr 8, 44-48.
• 26. Szatil A.A., Izmierenie raschoda dwuchfaznogo potoka truboj Venturi, Izmieritelnaja Technika, nr 9, 1961, 46-48.
• 27. Teisseyre M., Badania nad zastosowaniem kryz do pomiaru ilości pyłu węglowego i powietrza w transporcie pneumatycznym, Zeszyty Naukowe Politechniki Wrocławskiej, Energetyka III, nr 143, 1966, 111-136.
• 28. Teisseyre M., Mazur M.., Zasilanie palników pyłowych kotła energetycznego – zagadnienia pomiarowe. Oficyna wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2006
• 29. Werner L.M., Crowe C.T., Metering gas-particle flow in annular Venturimeters, Proc. Symposium on Instrumentation and Control for Fossil Energy Processes, San Francisco, 8-9 June, 1981.