RU164355U1 - Объемно-массовый расходомер сжиженных газов - Google Patents
Объемно-массовый расходомер сжиженных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU164355U1 RU164355U1 RU2016111450/28U RU2016111450U RU164355U1 RU 164355 U1 RU164355 U1 RU 164355U1 RU 2016111450/28 U RU2016111450/28 U RU 2016111450/28U RU 2016111450 U RU2016111450 U RU 2016111450U RU 164355 U1 RU164355 U1 RU 164355U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- pressure difference
- ascending
- liquefied gas
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Объемно-массовый расходомер сжиженных газов, содержащий петлеобразную трубу равного сечения, состоящую из восходящей и нисходящей ветвей, отборники давления, установленные на одном уровне соответственно на восходящей и нисходящей ветвях петлеобразной трубы, два датчика разности давления, датчик абсолютного давления, датчик температуры рабочей среды, импульсные трубки с «эталонной» жидкостью, воспринимающей давление измеряемой среды непосредственно контактным методом, и регистрирующий блок, отличающийся тем, что он снабжен третьим датчиком разности давления, установленным в крышке верха восходящей петли, в которой выполнено отверстие для сообщения измеряемой среды с диафрагмой третьего датчика разности давления, а в верхней части измерительных ветвей установлена емкость с «эталонной» жидкостью, поддерживающая уровень «эталонной» жидкости в импульсных трубках, при этом регистрирующий блок снабжен программой для измерения и расчета плотности, расхода, вязкости и скорости потока сжиженного газа по формулам:где ρ- плотность сжиженного газа,,ρ- плотность «эталонной» жидкости, приведенная к рабочим условиям,,ΔP- разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и суммой гидростатического давления, измеряемой среды и потерями давления на восходящей ветви, Па,ΔP- разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и разностью гидростатического столба измеряемой среды и потерями давления на нисходящей ветви, Па,g - ускорение свободного падения,,h - расстояние между верхней и нижней точками отбора давления, м,V - скорость потока сжиженного газа, м/с,ΔP- разность давлений между «минусовой» и «плюсовой» камерами третьего датчика разности
Description
Предполагаемая полезная модель относится к области измерения параметров сжиженного газа непосредственно в потоке и может найти применение в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известен плотномер для жидких сред, содержащий петлеобразную трубу, состоящую из восходящей, горизонтальной и нисходящей ветвей, три преобразователя давления, установленные соответственно на восходящей, горизонтальной и нисходящей ветвях трубы, два дифференциальных манометра и регистрирующий прибор (Авт. свид. СССР №1325328, опубл. Бюл. №27, 23.07.1987 г.).
Недостатком плотномера является отсутствие автоматической коррекции плотности «эталонной» жидкости по температуре и давлению применительно к рабочим условиям измеряемой среды, что сказывается на точности измерения плотности жидкости.
Известен плотномер жидких или газообразных сред, в основу которого заложен метод сравнения плотности «эталонной» жидкости с плотностью рабочей среды, что на порядок повышает точность измерения (пат. РФ №67263, G01N 9/26, приор. 24.05.2007 г., опубл. 10.10.2007 г.).
Известный плотномер, содержит петлеобразную трубу, состоящую из восходящей, горизонтальной и нисходящей ветвей, три отборника давления, установленные соответственно на восходящей, горизонтальной и нисходящей ветвях петлеобразной трубы, два датчика разности давления, датчик абсолютного давления, датчик температуры рабочей среды, импульсные трубки с «эталонной» жидкостью, воспринимающей давление рабочей среды непосредственно контактным методом, и регистрирующий блок. Плотномер снабжен дополнительным датчиком температуры «эталонной» жидкости, залитой в импульсные трубки и дополнительным отборником давления, расположенным на корпусе для термометра. В качестве «эталонной» жидкости использована жидкость, контактирующая с рабочей средой, но не смешивающаяся с ней. Кроме того, отборники давления, установленные на восходящей, нисходящей ветвях петлеобразной трубы и отборник давления, расположенный на корпусе для термометра, находятся на одном уровне в нижней части петли, а плотность жидкости или газообразных сред определяется по прилагаемым формулам.
Кроме того, датчик абсолютного давления, два датчика разности давления, датчики температуры рабочей среды и температуры «эталонной» жидкости связаны с регистрирующим блоком.
Недостаток известного плотномера-расходомера заключается в следующем.
Конструкция устройства содержит два датчика разности давления, на основе показаний которых обеспечивается измерение параметров измеряемой среды. При этом для расчета скорости, массы и вязкости применяются разные формулы в зависимости от характера течения: ламинарного или турбулентного. При турбулентном потоке расход может измеряться только в индикаторном режиме, что сказывается на точности. Ламинарный поток характерен для вязких сред, что ограничивает область применения устройства для измерения параметров сред с другим течением.
Задача заявляемой полезной модели заключается в повышении точности результатов измерения за счет усовершенствования конструкции.
Указанная задача решается тем, что объемно-массовый расходомер сжиженных газов (измеряемая среда), содержащий петлеобразную трубу равного сечения, состоящую из восходящей и нисходящей ветвей, отборники давления, установленные на одном уровне соответственно на восходящей и нисходящей ветвях петлеобразной трубы, два датчика разности давления, датчик абсолютного давления, датчик температуры рабочей среды, импульсные трубки с «эталонной» жидкостью, воспринимающей давление измеряемой среды непосредственно контактным методом, и регистрирующий блок, в отличие от известного, снабжен третьим датчиком разности давления, установленным в крышке верха восходящей петли, в которой выполнено отверстие для сообщения измеряемой среды с диафрагмой третьего датчика разности давления, а в верхней части измерительных ветвей установлена емкость с «эталонной» жидкостью, поддерживающая уровень «эталонной» жидкости в импульсных трубках, при этом регистрирующий блок снабжен программой для измерения и расчета плотности, расхода, вязкости и скорости потока сжиженного газа по формулам:
где
ρс.г. - плотность сжиженного газа, кг/м 3,
ρtэm - плотность «эталонной» жидкости, приведенная к рабочим условиям, кг/м 3,
ΔР1 - разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и суммой гидростатического давления, измеряемой среды и потерями давления на восходящей ветви, Па,
ΔР2 - разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и разностью гидростатического столба измеряемой среды и потерями давления на нисходящей ветви, Па,
g - ускорение свободного падения, м/с 2,
h - расстояние между верхней и нижней точками отбора давления, м,
V - скорость потока сжиженного газа, м/с,
ΔР3 - разность давлений между «минусовой» и «плюсовой» камерами третьего датчика разности давлений, установленного в крышке восходящей ветви 1, Па,
dм - диаметр мембраны третьего датчика раности давлений, м,
dн - диаметр восходящей и нисходящей ветвей, м,
Q - объемный расход сжиженного газа, м3/сут,
М - массовый расход сжиженного газа, т/сут,
υ - вязкость сжиженного газа, сСт,
L - средняя суммарная длина восходящей и нисходящей петель между точками отбора давления «минусовых» камер датчиков разности давлений ΔP1 и ΔР2, м.
На фигуре изображено заявляемое устройство.
Объемно-массовый расходомер сжиженных газов (измеряемая среда) содержит петлеобразную трубу, состоящую из восходящей 1 и нисходящей 2 ветвей, импульсные трубки 3 и 4, заполненные «эталонной» жидкостью, непосредственно контактирующей с измеряемой средой, но не смешивающейся с ней, например, кремнеорганической, имеющей известные коэффициенты объемного расширения и сжатия, четыре отборника давления, два из которых 5 и 6 находятся на одном уровне, а отборники давления 7 и 8 расположены на расстоянии h от уровня расположения отборников давления 5 и 6. При этом, отборники давления 5 и 7 установлен на восходящей ветви 1, отборник давления 6 и 8 - на нисходящей ветви 2. Два датчика разности давления 9 и 10 связаны с восходящей ветвью 1 и нисходящей ветвью 2 соответственно, а также с импульсными трубками 3 и 4, заполненными «эталонной» жидкостью. При этом отборник давления 5, отбирающий давление из внутренней части восходящей ветви 1 соединен через вентиль 11 с «минусовой» камерой датчика разности давления 9, а отборник давления 7, отбирающий давление из внутренней верхней части восходящей ветви 1, через вентиль 12 и импульсную трубку 3 с вентилем 13 передает давление в «плюсовую» камеру датчика разности давления 9.
Отборник давления 6, отбирающий давление из внутренней части нисходящей ветви 2 соединен через вентиль 14 с «минусовой» камерой датчика разности давления 10, а отборник давления 8, отбирающий давление из внутренней верхней части нисходящей ветви 2, через вентиль 15 и импульсную трубку 4 с вентилем 16 передает давление в «плюсовую» камеру датчика разности давления 10.
В крышке 17 восходящей ветви 1 выполнено отверстие 18 для сообщения измеряемой среды с диафрагмой третьего датчика 19 разности давления, а в верхней части восходящей 1 и нисходящей ветвей 2 установлена емкость 20 с «эталонной» жидкостью, поддерживающая уровень «эталонной» жидкости в импульсных трубках 3 и 4.
Датчик абсолютного давления 21 измеряемой среды «Q» установлен на прямом участке в начале восходящей ветви 1, а датчик температуры измеряемой среды 22 установлен на выходе нисходящей ветви 2.
Датчики разности давления 9, 10 и 19, датчик температуры 22, датчик абсолютного давления 21 связаны с регистрирующим блоком 23 (БОИ - блок обработки информации), который по заложенной в нем программе рассчитывает плотность, расход, вязкость и скорость потока сжиженного газа и выдает на средство визуализации, например компьютер (на фиг. не показано). Позиции 24, 25, 26, 27 и 28 - рабочие вентили измерительных линий. Поз. Н - обозначает среднюю длину полупетли между точками 5 и 6 отбора давления в «минусовые» камеры датчиков разности давления 9 и 10. Длина петли L = 2Н.
Объемно-массовый расходомер сжиженных газов работает следующим образом.
В рабочем положении вентили: 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 24 открыты, а вентили: 25, 26, 27 и 28 - закрыты.
Сжиженный газ (измеряемая среда «Q») поступает на вход восходящей ветви 1, где датчиком 21 абсолютного давления измеряется давление и передается на БОИ 23. Далее измеряемая среда поднимается по восходящей ветви 1, при этом отборник давления 5 передает давление на датчик разности давления 9 в его «минусовую камеру», а отборник давления 7, отбирающий давление из внутренней верхней части восходящей ветви 1, через вентиль 12 и импульсную трубку 3 с вентилем 13 передает давление в «плюсовую» камеру датчика разности давления 9. показания которого ΔР1 поступают в БОИ 23.
Далее измеряемая среда поднимается вверх, где поток ударяется в мембрану диаметром dм датчика разности давлений 19, который передает показания раности давлений между «минусовой» и «плюсовой» камерами - ΔР3 в БОИ 23.
Далее измеряемая среда опускается по нисходящей ветви 3 и ее давление через отборник давления 6 передается в минусовую камеру датчика разности давления 10, а отборник давления 8, отбирающий давление из внутренней верхней части нисходящей ветви 2, через вентиль 15 и импульсную трубку 4 с вентилем 16 передает давление в «плюсовую» камеру датчика разности давления 10, показания которого ΔР2 поступают на БОИ 23.
На выходе в нисходящей ветви температура среды измеряется датчиком температуры 22, показания которого поступают на блок 23.
В процессе измерения используется метод сравнения статических показателей «эталонной» жидкости с изменяющимися параметрами рабочей среды.
Сущность измерения раскрывается в нижеприведенном примере расчета параметров сжиженного газа.
Перепады давлений ΔP1 и ΔР2 определяются по следующим формулам:
Сумма перепадов давлений на восходящей и нисходящей ветви будет равна:
при этом потери на трение ΔРmр компенсируются.
Делим уравнение 8 на 2gh, получаем:
где:
ρс.г. - плотность сжиженного газа, кг/м 3,
ρtэm - плотность «эталонной» жидкости, приведенная к рабочим условиям, кг/м 3,
ΔР1 - разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и суммой гидростатического давления, измеряемой среды и потерями давления на восходящей ветви, Па,
ΔР2 - разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и разностью гидростатического столба измеряемой среды и потерями давления на нисходящей ветви, Па,
g - ускорение свободного падения, м/с 2,
h - расстояние между верхней и нижней точками отбора давления, м.
Перепад давления ΔР3 - разность давлений между «минусовой» и «плюсовой» камерами третьего датчика разности давлений, установленного в крышке восходящей ветви 1, определяется выражением:
где:
V - скорость потока сжиженного газа, м/с,
ΔР3 - разность давлений между «минусовой» и «плюсовой» камерами третьего датчика разности давлений, установленного в крышке восходящей ветви 1, Па,
dм - диаметр мембраны третьего датчика раности давлений, м,
dн - диаметр восходящей и нисходящей ветвей, м.
Зная скорость течения измеряемой среды, вычисляем объемный и массовый расход:
где:
Q - объемный расход сжиженного газа, м3/сут,
М - массовый расход сжиженного газа, т/сут.
Для определения коэффициента гидравлического сопротивления λ по длине петли L определяем потери на трения по длине этой петли:
вычитаем из уравнения 7 уравнение 6, получаем:
где:
λ - коэффициент гидравлического сопротивления, безразмерная величина. Известна формула определения коэффициента гидравлического сопротивления λ (А.Д. Альтшуль, Л.С. Животовский, Л.П. Иванов. Гидравлика и аэродинамика. М., Стройиздат, 1985 г.):
В формулу 10 подставляем значение λ из формулы 9 и находим вязкость υ сжиженного газа:
где:
υ - вязкость сжиженного газа, сСт.
Кэ - коэффициент шероховатости, мм.
Отношением из-за малой величины пренебрегаем, так как внутреннюю поверхность труб измерительных ветвей выполняют гладкими.
Повышение точности измерений параметров сжиженного газа достигается за счет введения третьего датчика разности давления наверху восходящей ветви, в результате чего исключаются погрешности при смене характера течения измеряемого потока, так как поток непосредственно соприкасается с измерительной мембраной датчика, который измеряет перепад давления, зависящий от скорости и плотности среды и не зависит от характера течения потока: ламинарного или турбулентного.
Кроме того, устройство снабжено емкостью с «эталонной» жидкостью, которая поддержаивает уровень жидкости в импульсных трубках в случае испарения или протечек, что также повышает точность измерения за счет стабильности этого уровня, что также влияет на результаты измерений.
Claims (1)
- Объемно-массовый расходомер сжиженных газов, содержащий петлеобразную трубу равного сечения, состоящую из восходящей и нисходящей ветвей, отборники давления, установленные на одном уровне соответственно на восходящей и нисходящей ветвях петлеобразной трубы, два датчика разности давления, датчик абсолютного давления, датчик температуры рабочей среды, импульсные трубки с «эталонной» жидкостью, воспринимающей давление измеряемой среды непосредственно контактным методом, и регистрирующий блок, отличающийся тем, что он снабжен третьим датчиком разности давления, установленным в крышке верха восходящей петли, в которой выполнено отверстие для сообщения измеряемой среды с диафрагмой третьего датчика разности давления, а в верхней части измерительных ветвей установлена емкость с «эталонной» жидкостью, поддерживающая уровень «эталонной» жидкости в импульсных трубках, при этом регистрирующий блок снабжен программой для измерения и расчета плотности, расхода, вязкости и скорости потока сжиженного газа по формулам:ΔP1 - разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и суммой гидростатического давления, измеряемой среды и потерями давления на восходящей ветви, Па,ΔP2 - разность давлений между столбом «эталонной» жидкости и разностью гидростатического столба измеряемой среды и потерями давления на нисходящей ветви, Па,h - расстояние между верхней и нижней точками отбора давления, м,V - скорость потока сжиженного газа, м/с,ΔP3 - разность давлений между «минусовой» и «плюсовой» камерами третьего датчика разности давлений, установленного в крышке восходящей ветви 1, Па,dм - диаметр мембраны третьего датчика разности давлений, м,dн - диаметр восходящей и нисходящей ветвей, м,Q - объемный расход сжиженного газа, м3/сут,M - массовый расход сжиженного газа, т/сут,υ - вязкость сжиженного газа, сСт,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111450/28U RU164355U1 (ru) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Объемно-массовый расходомер сжиженных газов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111450/28U RU164355U1 (ru) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Объемно-массовый расходомер сжиженных газов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU164355U1 true RU164355U1 (ru) | 2016-08-27 |
Family
ID=56893096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016111450/28U RU164355U1 (ru) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Объемно-массовый расходомер сжиженных газов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU164355U1 (ru) |
-
2016
- 2016-03-28 RU RU2016111450/28U patent/RU164355U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102486391A (zh) | 气泡式比重自动修正液位计 | |
CN201378135Y (zh) | 液体和在线流体密度的测量装置 | |
RU2348918C2 (ru) | Плотномер жидких или газообразных сред | |
RU163243U1 (ru) | Установка для газоконденсатных исследований газовых и газоконденсатных скважин | |
RU2359247C1 (ru) | Плотномер-расходомер жидких или газообразных сред | |
RU2378638C2 (ru) | Плотномер-расходомер жидких сред | |
RU166008U1 (ru) | Устройство для измерения параметров жидких сред | |
RU164355U1 (ru) | Объемно-массовый расходомер сжиженных газов | |
RU164946U1 (ru) | Устройство для измерения параметров маловязких и вязких текучих сред в трубопроводе | |
RU72763U1 (ru) | Плотномер-расходомер жидких или газообразных сред | |
RU73485U1 (ru) | Плотномер-расходомер жидких сред | |
RU2634081C2 (ru) | Устройство для измерения параметров газожидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин | |
RU73072U1 (ru) | Плотномер-расходомер жидких или газовых сред | |
RU2632999C2 (ru) | Устройство для измерения параметров жидких сред в трубопроводе | |
RU176182U1 (ru) | Полнопоточный плотномер жидких сред | |
RU67263U1 (ru) | Плотномер жидких или газообразных сред | |
CN103063261B (zh) | 石油开采用混合流体工况流量测量系统 | |
CN201955124U (zh) | 一种自动化滑油流量计量油箱 | |
RU2007118117A (ru) | Способ измерения продукции нефтяных скважин и устройство для его осуществления | |
EA201100991A1 (ru) | Способ измерения дебита нефтяных скважин и устройство для его осуществления | |
RU2243536C1 (ru) | Способ определения газосодержания в жидкости | |
CN211648121U (zh) | 采油井产气量计量装置 | |
Rosettani et al. | Instantaneous void fraction signal using capacitance sensor for two-phase flow pattern identification | |
RU124944U1 (ru) | Устройство для отбора проб и измерения температуры в трубопроводе | |
RU2706439C2 (ru) | Устройство измерения расхода жидкости |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180329 |