RU2381966C2 - Method of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of container having mobile gas-liquid medium separator - Google Patents

Method of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of container having mobile gas-liquid medium separator Download PDF

Info

Publication number
RU2381966C2
RU2381966C2 RU2008114584/11A RU2008114584A RU2381966C2 RU 2381966 C2 RU2381966 C2 RU 2381966C2 RU 2008114584/11 A RU2008114584/11 A RU 2008114584/11A RU 2008114584 A RU2008114584 A RU 2008114584A RU 2381966 C2 RU2381966 C2 RU 2381966C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
cavity
volume
pressure
liquid
Prior art date
Application number
RU2008114584/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008114584A (en
Inventor
Алексей Дмитриевич Безруких (RU)
Алексей Дмитриевич Безруких
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" filed Critical Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2008114584/11A priority Critical patent/RU2381966C2/en
Publication of RU2008114584A publication Critical patent/RU2008114584A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381966C2 publication Critical patent/RU2381966C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves double measurement of volume of a gaseous cavity of a container. Before measuring this volume, the gaseous cavity is evacuated to pressure not above 1 mmHg. Gas is then released into the cavity until attaining atmospheric pressure and volume (V1) of the gas is measured. Pressure in the gaseous cavity is then increased to a value equal to twice atmospheric pressure. Gas is then released from the cavity until attaining atmospheric pressure and volume (V2) of the released gas is measured. Volume of undissolved gas in the liquid cavity is determined using the formula: Vg = V2-V1.
EFFECT: possibility of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of a container without depressurisation of that cavity and connecting refilling apparatus to the cavity.
1 dwg

Description

Изобретение относится преимущественно к космической технике для определения объема нерастворенного газа в баке двигательной установки, заправляемом жидким топливом и имеющем герметичный разделитель сред, а также в магистрали системы терморегулирования, заправляемой жидким теплоносителем и имеющей двуполостной компенсатор объема.The invention relates primarily to space technology for determining the volume of undissolved gas in a tank of a propulsion system, fueled with liquid fuel and having a sealed media separator, as well as in the trunk of a temperature control system, fueled by a liquid coolant and having a two-cavity volume compensator.

Известен способ определения объема нерастворенного газа, изложенный в патенте №2300492, МПК B64D 5/00, G01F 22/00, G01F 23/02, по которому в процессе заправки, после заполнения жидкостной магистрали системы терморегулирования космического аппарата жидким теплоносителем под избыточным давлением, отключают заправочный бак от жидкостной магистрали, изменяют величину давления в заправочном баке и измеряют объем теплоносителя в нем, подключают заправочный бак к жидкостной магистрали и повторно измеряют объем теплоносителя в измеряемом баке, а по величине разности объемов теплоносителя определяют объем нерастворенного газа в заправляемой магистрали.A known method for determining the volume of undissolved gas is described in patent No. 2300492, IPC B64D 5/00, G01F 22/00, G01F 23/02, according to which, during filling, after filling the liquid line of the spacecraft thermal control system with a liquid coolant under excess pressure, they turn off refueling tank from the liquid line, change the pressure in the refueling tank and measure the volume of the coolant in it, connect the refueling tank to the liquid line and re-measure the amount of coolant in the measured tank, and in magnitude differences in the volume of the coolant determine the amount of undissolved gas in the refueling line.

Известен способ определения объема нерастворенного газа в магистрали системы терморегулирования космического аппарата методом «эталонной емкости», выбранный в качестве прототипа (патент №2308402, МПК B64G 1/50, G01N 7/00, B64G 5/00), в котором в процессе заправки, до слива компенсационной дозы, локализуют объем, заполненный жидким теплоносителем, магистрали системы терморегулирования космического аппарата, изолируя ее от средств заправки. Измеряют давление в магистрали, затем в газовой полости компенсатора объема, дважды устанавливают атмосферное давление, а в эталонной емкости - поочередно разные начальные базовые давления. Дважды сообщают указанные полость и емкость между собой и измеряют установившиеся усредненные давления. На основе проведенных измерений определяют объем нерастворенного газа по соответствующей формуле.A known method of determining the volume of undissolved gas in the trunk of the spacecraft thermal control system by the "reference capacity" method, selected as a prototype (patent No. 2308402, IPC B64G 1/50, G01N 7/00, B64G 5/00), in which, during refueling, before draining the compensation dose, localize the volume filled with liquid coolant, the mains of the spacecraft thermal control system, isolating it from the refueling means. The pressure in the line is measured, then in the gas cavity of the volume compensator, atmospheric pressure is set twice, and in the reference tank, different initial basic pressures are alternately alternated. The indicated cavity and capacity are communicated to each other twice and steady-state averaged pressures are measured. Based on the measurements, the volume of undissolved gas is determined by the corresponding formula.

После отстыковки средств заправки и герметизации заправочно-дренажных устройств заправленной емкости определить объем нерастворенного газа в жидкостной полости известными способами невозможно без сообщения ее со средствами заправки, что является недостатком известных способов.After undocking the means of filling and sealing the filling and drainage devices of the filled tank, it is impossible to determine the amount of undissolved gas in the liquid cavity by known methods without communicating it with the filling means, which is a disadvantage of the known methods.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка.The objective of the present invention is to remedy this drawback.

Поставленная задача достигается тем, что дважды выполняют измерение объема газовой полости измеряемой емкости с помощью газового счетчика, например ГСБ-400 ТУ 25-04-2261-75, РГ-7000 ТУ 25-7550.0039-89 (производство - Россия), Shinagawa W-NK (производство - Япония).The task is achieved by the fact that twice measure the volume of the gas cavity of the measured capacity using a gas meter, for example GSB-400 TU 25-04-2261-75, RG-7000 TU 25-7550.0039-89 (production - Russia), Shinagawa W- NK (production - Japan).

Первое измерение объема производят напусканием газа через газовый счетчик в предварительно отвакуумированную до остаточного давления не более 1 мм рт.ст. газовую полость емкости до создания в ней атмосферного давления (1 ата). При этом измерении нерастворенный газ объемом VГ, находящийся в жидкостной полости под атмосферным давлением, первоначально расширяется при вакуумировании газовой полости, подвижный разделитель сред перемещается в сторону уменьшения газовой полости. Затем, при напуске газа в газовую полость до атмосферного давления, нерастворенный газ в жидкостной полости занимает свой прежний объем (VГ) и подвижный разделитель сред возвращается в первоначальное положение. Объем газа, прошедший через газовый счетчик (V1), равен объему газовой полости (VГП) при атмосферном давлении газа в газовой полости, т.е. V1=VГП.The first measurement of the volume is carried out by injecting gas through a gas meter into the previously evacuated to a residual pressure of not more than 1 mm Hg. the gas cavity of the tank until atmospheric pressure is created in it (1 ata). In this measurement, insoluble gas of volume V G , located in the liquid cavity under atmospheric pressure, initially expands when the gas cavity is evacuated, the movable media separator moves in the direction of decreasing the gas cavity. Then, when the gas is poured into the gas cavity to atmospheric pressure, the undissolved gas in the liquid cavity takes its former volume (V G ) and the movable media separator returns to its original position. The volume of gas passing through the gas meter (V 1 ) is equal to the volume of the gas cavity (V GP ) at atmospheric gas pressure in the gas cavity, i.e. V 1 = V GP .

Второе измерение производят пропусканием газа через газовый счетчик до остаточного давления в газовой полости, равного атмосферному (1 ата), из предварительно заправленной газом до давления, равного двум атмосферным (2 ата), газовой полости. При этом измерении нерастворенный газ (VГ) в жидкостной полости, первоначально находящийся под давлением 1 ата, при повышении давления с 1 ата до 2 ата уменьшает свой объем наполовину

Figure 00000001
, подвижный разделитель сред перемещается в сторону увеличения объема газовой полости на такую же величину (V''), т.е. на величину половины объема газа, находящегося в газовой полости
Figure 00000002
. Затем, при сбросе избыточного давления газа из газовой полости через газовый счетчик с 2 ата до 1 ата, подвижный разделитель сред займет первоначальное положение, а через газовый счетчик пройдет объем газа (V2), состоящий из объема газовой полости при атмосферном давлении в ней (VГП) и двойного объема нерастворенного газа
Figure 00000003
:The second measurement is carried out by passing gas through a gas meter to a residual pressure in the gas cavity equal to atmospheric (1 ata), from the gas pre-charged to a pressure equal to two atmospheric (2 ata), gas cavity. In this measurement, undissolved gas (V Г ) in the liquid cavity, which is initially under a pressure of 1 ata, decreases its volume by half with an increase in pressure from 1 ata to 2 ata
Figure 00000001
, the movable media separator moves in the direction of increasing the volume of the gas cavity by the same amount (V '' ), i.e. by half the volume of gas in the gas cavity
Figure 00000002
. Then, when the excess gas pressure is released from the gas cavity through the gas meter from 2 ata to 1 ata, the moving media separator will take its initial position, and the gas volume (V 2 ) consisting of the volume of the gas cavity at atmospheric pressure in it will pass through the gas meter ( V GP ) and a double volume of undissolved gas
Figure 00000003
:

Figure 00000004
Figure 00000004

Так как VГП=V1, а VГ=2V'',то формула [1] примет вид:Since V GP = V 1 , and V Г = 2V '' , the formula [1] will take the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

а отсюда величина объема нерастворенного газа в жидкостной полости при его давлении 1 ата вычисляется по формуле:and from here the volume of undissolved gas in the liquid cavity at its pressure of 1 ata is calculated by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где VГ - объем нерастворенного газа;where V G is the volume of undissolved gas;

V1 - объем газа при его напуске в отвакуумированную до давления не более 1 мм рт.ст. газовую полость емкости;V 1 - the volume of gas when it is poured into evacuated to a pressure of not more than 1 mm Hg gas cavity of the tank;

V2 - объем газа, прошедший через газовый счетчик, при его сбросе из заправленной газовой полости емкости от давления, равного двум атмосферным, до давления, равного атмосферному.V 2 - the volume of gas passing through the gas meter, when it is discharged from the filled gas cavity of the tank from a pressure equal to two atmospheric to a pressure equal to atmospheric.

Принципиальная схема измерения объема нерастворенного газа в жидкостной полости с использованием газового счетчика приведена на чертеже.Schematic diagram of the measurement of the volume of undissolved gas in a liquid cavity using a gas meter is shown in the drawing.

Позиционно эта схема включает в себя:Positionally, this scheme includes:

1 - заправочно-дренажное устройство жидкостной полости 12 емкости 3;1 - filling and drainage device of the liquid cavity 12 of the tank 3;

2 - газовая полость емкости 3;2 - gas cavity of the tank 3;

3 - емкость;3 - capacity;

4 - регистратор давления;4 - pressure recorder;

5 - соединительные трубопроводы;5 - connecting pipelines;

6,7 - вентили перекрывные;6.7 - shutoff valves;

8 - вентиль газового клапана 9;8 - valve gas valve 9;

9 - газовый клапан;9 - gas valve;

10 - газовый счетчик;10 - gas meter;

11 - подвижный разделитель сред «газ - жидкость» емкости 3;11 - a movable separator of media "gas - liquid" capacity 3;

12 - жидкостная полость емкости 3.12 - liquid cavity of the tank 3.

Практически способ осуществляется в следующей последовательности.In practice, the method is carried out in the following sequence.

Выполняют первое измерение:Perform the first measurement:

- закрывают вентиль 7;- close the valve 7;

- открывают вентиль 6 и вентилем 8 - газовый клапан 9;- open valve 6 and valve 8 - gas valve 9;

- вакуумируют через соединительные трубопроводы 5 газовую полость 2 емкости 3 до остаточного давления не более 1 мм рт.ст.(контроль по регистратору давления 4);- vacuum through the connecting pipelines 5, the gas cavity 2 of the tank 3 to a residual pressure of not more than 1 mm Hg (control by pressure recorder 4);

- закрывают вентиль 6 и вентилем 8 - газовый клапан 9;- close valve 6 and valve 8 - gas valve 9;

- открывают вентиль 7, напускают через газовый счетчик 10 в соединительные магистрали 5 воздух до атмосферного давления (1 ата) и фиксируют показание газового счетчика 10;- open valve 7, let air through the gas meter 10 into the connecting lines 5 to atmospheric pressure (1 ata) and record the gas meter 10;

- открывают вентилем 8 газовый клапан 9, напускают через газовый счетчик 10 в газовую полость емкости 3 воздух до атмосферного давления (1 ата) и фиксируют показания газового счетчика 10;- open the valve 8 gas valve 9, let through the gas meter 10 into the gas cavity of the tank 3 air to atmospheric pressure (1 ata) and record the readings of the gas meter 10;

- по показаниям газового счетчика 10 определяют объем газовой полости 2 (V1) емкости 3;- according to the testimony of the gas meter 10 determine the volume of the gas cavity 2 (V 1 ) capacity 3;

Затем выполняют второе измерение:Then perform the second measurement:

- закрывают вентиль 7;- close the valve 7;

- открывают вентиль 6 и вентилем 8 - газовый клапан 9;- open valve 6 and valve 8 - gas valve 9;

- устанавливают в соединительных магистралях 5, газовой полости 2 емкости 3 давление, равное двум атмосферным (2 ата), контроль по регистратору давления 4;- set in the connecting lines 5, the gas cavity 2 of the tank 3 pressure equal to two atmospheric (2 ata), control by pressure recorder 4;

- закрывают вентиль 6 и вентилем 8 - газовый клапан 9;- close valve 6 and valve 8 - gas valve 9;

- открывают вентиль 7, пропускают воздух через газовый счетчик 10 из соединительных магистралей 5 до атмосферного давления (1 ата) и фиксируют показания газового счетчика 10;- open the valve 7, pass air through the gas meter 10 from the connecting lines 5 to atmospheric pressure (1 ata) and record the readings of the gas meter 10;

- открывают вентилем 8 газовый клапан 9, пропускают через газовый счетчик 10 воздух из газовой полости 2 емкости 3 до атмосферного давления (1 ата) и фиксируют показания газового счетчика 10;- open the valve 8 gas valve 9, pass through the gas meter 10 air from the gas cavity 2 of the tank 3 to atmospheric pressure (1 ata) and record the readings of the gas meter 10;

- по показаниям газового счетчика 10 определяют объем газа (V2), прошедший через газовый счетчик 10.- according to the readings of the gas meter 10, the volume of gas (V 2 ) passed through the gas meter 10 is determined.

Зная объемы V1 и V2, определяют объем нерастворенного газа (VГ) в жидкостной полости емкости 3, приведенный к атмосферному давлению (1 ата), по формуле:Knowing the volumes of V 1 and V 2 , determine the volume of undissolved gas (V G ) in the liquid cavity of the tank 3, reduced to atmospheric pressure (1 ata), by the formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

где VГ - объем нерастворенного газа;where V G is the volume of undissolved gas;

V1 - объем газа при его напуске в отвакуумированную до давления не более 1 мм рт.ст. газовую полость 2 емкости 3;V 1 - the volume of gas when it is poured into evacuated to a pressure of not more than 1 mm Hg gas cavity 2 containers 3;

V2 - объем газа, прошедший через газовый счетчик 10, при его сбросе из заправленной газовой полости 2 емкости 3 от давления, равного двум атмосферным, до давления, равного атмосферному.V 2 is the volume of gas passing through the gas meter 10, when it is discharged from the charged gas cavity 2 of the tank 3 from a pressure equal to two atmospheric to a pressure equal to atmospheric.

Время измерения объемов в газовом счетчике составляет минуты, температура газа и барометрическое давление в обоих вариантах способов не изменяются (или изменяются незначительно), т.е. практически для инженерных расчетов можно принять процесс измерения объемов V1, V2 как изотермический и изобарный.The time for measuring volumes in a gas meter is minutes, the gas temperature and barometric pressure in both versions of the methods do not change (or change slightly), i.e. practically for engineering calculations, it is possible to accept the process of measuring volumes V 1 , V 2 as isothermal and isobaric.

Заключение о допуске к дальнейшим работам (например, к запуску космического аппарата) выдается в случае, если вычисленный по формуле [4] объем нерастворенного газа меньше или равен допустимому, наперед заданному (VГ.Д), т.е. при выполнении соотношения:A conclusion on admission to further work (for example, to launch a spacecraft) is issued if the volume of undissolved gas calculated by the formula [4] is less than or equal to the permissible, predetermined (V G.D ), i.e. when fulfilling the ratio:

Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000008
Figure 00000009

Время измерения объемов газовым счетчиком составляет минуты, температура газа и барометрическое давление не изменяются (или изменяются незначительно), т.е. практически для инженерных расчетов можно принять процесс измерения объемов V1, V2 как изотермический и изобарный.The time for measuring volumes with a gas meter is minutes, the gas temperature and barometric pressure do not change (or change slightly), i.e. practically for engineering calculations, it is possible to accept the process of measuring volumes V 1 , V 2 as isothermal and isobaric.

Использование предлагаемого способа позволяет определить и оценить величину объема нерастворенного газа в жидкостной полости заправленной емкости, имеющей подвижный разделитель сред «газ - жидкость», без разгерметизации жидкостной полости емкости, например, во время регламентных работ при хранении космического аппарата или непосредственно при подготовке его к запуску.Using the proposed method allows to determine and evaluate the volume of undissolved gas in the liquid cavity of a charged tank having a movable gas-liquid separator without depressurization of the liquid cavity of the tank, for example, during routine maintenance during storage of a spacecraft or directly in preparation for launch .

Claims (1)

Способ определения объема нерастворенного газа в жидкостной полости емкости, имеющей подвижный разделитель сред "газ - жидкость", включающий операции измерения объема газовой полости и сравнения его с требуемым значением, отличающийся тем, что измерение объема газовой полости проводят дважды, при этом перед измерением объема вакуумируют газовую полость до давления не более 1 мм рт.ст., напускают в нее газ до атмосферного давления и замеряют объем (V1) натекающего в полость газа, затем повышают давление в газовой полости до величины, равной двум атмосферным давлениям, выпускают газ из газовой полости до достижения атмосферного давления и измеряют объем (V2) выпущенного газа, а объем нерастворенного газа (VГ) в жидкостной полости определяют по формуле
VГ=V2-V1. A method for determining the volume of undissolved gas in a liquid cavity of a vessel having a movable gas-liquid medium separator, comprising the steps of measuring the volume of the gas cavity and comparing it with the desired value, characterized in that the measurement of the volume of the gas cavity is carried out twice, while vacuum is measured before volume measurement gas cavity to a pressure of not more than 1 mm Hg, gas is injected into it to atmospheric pressure and the volume (V 1 ) of gas flowing into the cavity is measured, then the pressure in the gas cavity is increased to a value equal to two atmospheric pressures, they release gas from the gas cavity until atmospheric pressure is reached and the volume (V 2 ) of the released gas is measured, and the volume of undissolved gas (V G ) in the liquid cavity is determined by the formula
V G = V 2 -V 1 .
RU2008114584/11A 2008-04-14 2008-04-14 Method of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of container having mobile gas-liquid medium separator RU2381966C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008114584/11A RU2381966C2 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Method of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of container having mobile gas-liquid medium separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008114584/11A RU2381966C2 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Method of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of container having mobile gas-liquid medium separator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008114584A RU2008114584A (en) 2009-10-20
RU2381966C2 true RU2381966C2 (en) 2010-02-20

Family

ID=41262611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008114584/11A RU2381966C2 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Method of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of container having mobile gas-liquid medium separator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381966C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196575U1 (en) * 2019-12-17 2020-03-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" STAND FOR MEASURING THE VOLUME OF UNSOLVED GAS IN THE WORKING LIQUIDS OF HYDRAULIC SYSTEMS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196575U1 (en) * 2019-12-17 2020-03-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" STAND FOR MEASURING THE VOLUME OF UNSOLVED GAS IN THE WORKING LIQUIDS OF HYDRAULIC SYSTEMS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008114584A (en) 2009-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101408493B (en) Method and apparatus for measuring adsorbance-deformation-permeability coefficients of material
CN101526442B (en) A high suction double-cell extractor
US11530971B2 (en) Device and method for measuring horizontal/vertical permeability of hydrate reservoir
EP4155689A1 (en) Flow meter calibration system and method for cryogenic propellant rocket engine
CN103994943B (en) A kind of coal/shale adsorption isotherm experiment device
CN103017850B (en) Device and method for measuring volume ratio of vacuum container
CN103487564A (en) Double-chamber determinator for volume frost-heaving ratio of frozen soil
CN106762224A (en) A kind of Large Copacity half manages formula surface tension propellant tank balance charging method in parallel
CN103528909A (en) Determination apparatus for gas solubility and usage method
CN102607993A (en) Modularized vacuum system of saturated vapor pressure and solid density of tested substance and applications
KR20170037826A (en) Collection device for a gas filling apparatus
RU2381966C2 (en) Method of determining volume of undissolved gas in liquid cavity of container having mobile gas-liquid medium separator
Jung et al. Two volumetric techniques for determining the transport properties of hydrogen gas in polymer
US20200292376A1 (en) Device and method for detecting leak rate of leak
De Huu et al. Design of gravimetric primary standards for field-testing of hydrogen refuelling stations
CN104155425B (en) A kind of method of high precision PCT tester and test alloy material storing hydrogen PCT
CN107271477B (en) A kind of apparatus and method measuring hydrogeneous hot mixture state equation
CN107367440B (en) Method for acetylene adsorption measurement
CN113866373A (en) Method and cavity for measuring Henry constant of methane in water
CN111595408B (en) Equipment for measuring liquid level in constant-temperature closed container, film coating device and method for measuring liquid level
RU2400409C1 (en) Method of determining volume of nonsolute gas in fluid chamber of vessel incorporating "gas-fluid" separator
CN104335025A (en) Method for determining the retention capacity of fuel vapor filters
CN107340204B (en) Method for measuring multiple isotherms during a complete charge
RU2680159C9 (en) Method for determining volumes of closed cavities
CN113109234B (en) Low-oil-saturation seepage rule correction method for heavy water nuclear magnetism bound water detection

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150415