RU15787U1

RU15787U1 - Плотномер жидких сред

Info

Publication number: RU15787U1
Application number: RU99127736/20U
Authority: RU
Inventors: В.П. Варламов; В.С. Бортасевич; М.И. Чуринов
Original assignee: Варламов Валерий Петрович; Бортасевич Виктор Степанович; Чуринов Михаил Иванович
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2000-11-10

Abstract

Плотномер жидких сред, содержащий вертикальную измерительную колонку, выполненную в виде двух параллельных труб разного диаметра, импульсные трубки с эталонной жидкостью, отборники давления, преобразователи температуры и давления, блок обработки информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения плотности жидкости, он выполнен в виде П-образной трубы с точками отбора давления, расположенными на внешних изгибах верхних и нижних участков восходящей и нисходящей ветвях труб на равных уровнях, причем давление измеряемой жидкости передается эталонной жидкости непосредственно контактным методом, а плотность жидкости определяется по формуле:ρ- плотность измеряемой жидкости, кг/м;ρ- плотность эталонной жидкости, кг/м;ΔP1 - разность давлений между столбом эталонной жидкости и суммой гидростатического давления столба измеряемой жидкости и потерей давления на трение в восходящей ветви, Па;ΔP2 - разность давлений между столбом эталонной жидкости с одной стороны и разностью гидростатического давления столба измеряемой жидкости и потерей давления на трение в нисходящей ветви, Па;g - ускорение свободного падения, м/с;h - расстояние между точками отбора давления на восходящей и нисходящих ветвях, м.

Description

Плотномер жидких сред.

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для нзмерения плотности жидких сред в нефтедобывающей, нефтеперерабатьтающей, нефтехимической и других отраслях промышленности .Из известных конструкций и устройств гидростатических плотномеров наиболее близкими к предлагаемому устройству являются:

1.Плотномер для жидких сред по А.С. СССР №1325328, GO 19/26, содержащий: -П-образную трубу, состоящую из восходящей, горизонтальной и нисходящих ветвей, три преобразователя давления, установленные соответственно на каждой из ветвей трубы , два дифференциальных манометра и вторичный прибор 1.

2.Устройство для измерения плотности жидких и газожидкостных потоков по А.С. Р.Ф. №11342 6 G01 №9/26 , содержащее вертикальную измерительную колонку, выполненную в виде двух параллельных труб разного диаметра, соединенных с входным и выходным патрубками , импульсные трубки с эталонной жидкостью, размещенные внутри измеригельных колонок, отборники давления , нижние точки отбора давления расположены на одном уровне, а верхние точки отбора давления - на разных уровнях , преобразователи температуры и давления, блок обработки информационных сигналов,

Устройство по А.С.Р.Ф. №11342 является наиболее близким по конструкции (прототипом) заявляемому плотномеру жидких сред. Данное устройство нашло применение в производственных технологических процессах на заводах нефтепереработки . Однако следует отметить , что расчетное значение высоты выбора расположения верхней точки отбора давления

аг ш - - d di)

на трубе меньшего диаметра не позволяет полностью компенсировать потери давления на трение , что вносит погрешность в измерение плотности жидких потоков. Целью заявляемой модели является устранение указанного недостатка, а именно, повышение точности измерения плотности исследуемых жидких сред за счет взаимной компенсации потерь на трение на восходящей и нисходящих ветвях Побразной трубы . Заявляемый плотномер жидких сред (см. фиг. 1) содержит вертикальную колонку 1 ,

МКИ COIN9/26

вьшолненвую в виде П-образной трубы , импульсные трубки 2 расположенные внутри восходящей и нисходящей ветвях ipj и заполненные эталонной жидкостью, отборники давления 3 разнесенные по высоте на равные расстояния h, гфеобразователи разности давлений 4 , преобразователь температуры 5 , преобразователь давления б.Выходы электрических сигналов преобразователей 4,5,6 соединены со вторичным блоком обработки информации 7.Измерение перепадов давлений API и АР2 осуществляется на восходящем и нисходящем потоке . Устройство работает следующим образом : исследуемый поток (Q) с плотностью жидкости (р ) поступает в П-образную трубу 1 и далее идет на выход . При этом осуществляется измерение перепадов давлений ДР1 на восходящей ветви и АР2 на нисходящей ветви датчиками разности давлений 4 , измерение избыточного давления преобразователем 5 , измерение температуры преобразователем 6.

Перепады давлений API и АР2 измеряемые преобразователями 4 могут бьпъ представлены в следующем виде:

АР1 АР -(АР +АР ,1(1)

эт V ст xplj

АР2 АР - АР -АР (2)

эт I ст тр2

где API -разность давлений между столбом эталонной жидкости и суммой давлений гидростатического столба рабочей жидкости, равной высоте столба эталонной жидкости и потерей давления на трение в восходящей ветви.

АР2 -разность давлений между столбом эталонной жидкости с одной стороны и разностью давления гидростатического столба рабочей жидкости и потерей давления на трение в нисходящей ветви.

АР ,, АР - потери давления при движении жидкости на участках труб длиной h между

приемниками давления на восходящей и нисходящей ветвях. Перепады давлений АР и АР определяются по формулам :

АР р (3)

эт эт

где р - плотность эталонной жидкости в нормальных условиях, кг/мЗ ;

g - ускорение свободного падения,

h - расстояние между точками отбора давления, м . Складывая формулы (1) и (2) , получим

АР1 + ДР2 +IAP -АР ,1 (5) этст тр2 xplj

При условии идентичности восходящей и нисходящей ветвей Пч)бразной трубы по размерам и степени обработки внутренних поверхностей ( чего можно добиться с большой степенью точности при

изготовлении), потери на трение АР , и АР становятся равными и взаимоисключаются

тр1 тр2

( то есть достигается равенство гидравлических сопротивлений ветвей).

Теперь подставляя в (5) значения АР , АР и предполагая вышесказанное о разности потерь

на трение имеем:

(АР1 + АР2)г.г,

(6)

Соответственно из (6) измеряемая плотность ( р ) жидкости.

(АР1 + АР2)

Р Р (7)

эт

Оценка погрешности возникающей из предположения о взаимоисключении потерь давления на трение в восходящей и нисходящей ветвях щ)иводит к значению относительной погрешности измерения плотности жидкости равной примерно (при различии шероховатостей внутренних поверхностей нисходящей и восходящей ветвей от 0.01 мм до 0.02 мм).

Для приведения плотности эталонной жидкости к рабочим условиям ( р ) в блок обработки заложен

алгоритм определения

где p- коэффициент изменения плотности нри изменении темнературы на 1°С (кг/());

Кр - коэффициент сжимаемости эталонной жидкости,

Р - избыточное давление, Па ;

t - темнература измеряемой жидкости, °С.

Таким образом, повышение точности измерения плотности жидких сред, предлагаемым плотномером , обеспечивается применением П-образной трубы , с точками отбора давления расположенными на равных уровнях в нижних и верхних участках восходящей и нисходящей ветвях Побразной трубы , что обеспечивает взаимную компенсацию потерь на трение . При этих условиях изменения расхода и вязкости жидких сред на показания измеряемой величины плотности не оказывают, что позволяет устанавливать предлагаемый плотномер на линиях жидких потоков .

На основании изложенного считаем , что заявляемая конструкция плотномера жидких сред является новой, промышленно-применимой , т.е. соответствует условиям патентоспособности полезной модели.

Источники информации:

1.Авторское свидетельство СССР №1325328 G01 №9/26 от 10.11.85 г.

2.Авторское свидетельство Р.Ф. №11342 от 16.09.99 г.

Claims

Плотномер жидких сред, содержащий вертикальную измерительную колонку, выполненную в виде двух параллельных труб разного диаметра, импульсные трубки с эталонной жидкостью, отборники давления, преобразователи температуры и давления, блок обработки информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения плотности жидкости, он выполнен в виде П-образной трубы с точками отбора давления, расположенными на внешних изгибах верхних и нижних участков восходящей и нисходящей ветвях труб на равных уровнях, причем давление измеряемой жидкости передается эталонной жидкости непосредственно контактным методом, а плотность жидкости определяется по формуле:

ρ_ж - плотность измеряемой жидкости, кг/м³;
ρ_эт - плотность эталонной жидкости, кг/м³;
ΔP1 - разность давлений между столбом эталонной жидкости и суммой гидростатического давления столба измеряемой жидкости и потерей давления на трение в восходящей ветви, Па;
ΔP2 - разность давлений между столбом эталонной жидкости с одной стороны и разностью гидростатического давления столба измеряемой жидкости и потерей давления на трение в нисходящей ветви, Па;
g - ускорение свободного падения, м/с²;
h - расстояние между точками отбора давления на восходящей и нисходящих ветвях, м.