RU2537473C1 - Способ определения массы сжиженного газа в сливном рукаве и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ определения массы сжиженного газа в сливном рукаве и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537473C1 RU2537473C1 RU2013150846/28A RU2013150846A RU2537473C1 RU 2537473 C1 RU2537473 C1 RU 2537473C1 RU 2013150846/28 A RU2013150846/28 A RU 2013150846/28A RU 2013150846 A RU2013150846 A RU 2013150846A RU 2537473 C1 RU2537473 C1 RU 2537473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquefied gas
- nozzle
- tank
- mass
- drain
- Prior art date
Links
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Способ определения массы сжиженного газа, по которому измеряют температуру и давление в емкости, выпускают вещество из емкости и контролируют время истечения вещества из емкости через насадку и изменение давления в емкости. Массу вещества определяют по газодинамическим соотношениям. При этом согласно изобретению измеряют геометрические размеры внутренней полости сливных рукавов, определяют коэффициент расхода насадки из справочных данных, измеряют температуру в автоцистерне, определяют состав сжиженного газа согласно паспорту качества. Рассчитывают плотность паровой фазы сжиженного газа как двухфазной системы по правилу аддитивности для определенного состава и измеренной температуры. Выпускают сжиженный газ из рукава паровой фазы и рукава слива через насадку при сверхкритическом и докритическом истечении. Определяют достоверность определения коэффициента расхода путем соотнесения массы, прошедшей через насадку из рукава паровой фазы, и массы, которая находилась в рукаве паровой фазы до истечения. Сопоставляют величины массы, прошедшей через насадку из рукава паровой фазы и рукава слива, и по разности величин определяют массу жидкой фазы сжиженного газа в рукаве слива. Технический результат - измерение расхода массы сжиженного газа из сливного рукава через насадку при истечении с непостоянным давлением. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к автозаправочным станциям и может быть использовано для практического применения при определении массы и потерь сжиженного газа в сливных рукавах при сливоналивных операциях.
Известен способ измерения массы сжиженного газа в замкнутом резервуаре (патент РФ №2421693, кл. G01F 23/28, 2011), основанный на электрическом методе контроля и измерении положения границы раздела и диэлектрической проницаемости каждого слоя двухслойных сред. Сущность: в резонаторе, размещенном в резервуаре, возбуждают электромагнитные колебания на трех собственных частотах. Эти частоты измеряют во всем диапазоне изменения степени заполнения резервуара сжиженным газом. При этом указанные три собственные частоты выбирают такими, что значения хотя бы одной пары частот из них, нормированных к соответствующим частотам резонатора при заполнении газовой фазой всего объема резервуара, не совпадают при любой степени заполнения резонатора сжиженным газом в двухфазном состоянии, и обратные значения отношения разности квадратов обратных значений нормированных частот этой пары к такой же разности, образованной одной из указанных частот и третьей частотой, составляют монотонную зависимость от степени заполнения. Массу сжиженных газов определяют по трем измеренным собственным частотам резонатора.
Недостатком такого способа является сложность конструкции для измерения массы в емкости малого объема.
Известен способ измерения объема или массы газов путем пропускания их через измерительные устройства непрерывным потоком (патент РФ 2114397, кл. G01F 1/34, 1998), а более конкретно к измерению расхода газа, транспортируемого по газопроводам различного назначения, включая магистральные, который реализуется устройством, содержащим форкамеру с перфорированным диском на входе и датчиком для замера высокого давления, сопло, цилиндрическую насадку с перфорацией, сообщающуюся с коаксиально размещенной кольцевой камерой, снабженной датчиком для замера низкого давления, а также коническую насадку.
Недостатком такого способа является ограничение функциональных возможностей определения массы в замкнутом объеме емкости, обусловленное определением массы газа при движении в газопроводе.
Наиболее близким к предлагаемому способу и устройству является способ определения объема вещества в замкнутой емкости (резервуар хранения) и устройство для его осуществления (патент РФ №2079112, кл. G01F 17/00, 1997), где для определения объема вещества осуществляют наддув емкости до докритического отношения давлений, измеряют давление в емкости, окружающей атмосфере и температуру в емкости и контролируют таймером и датчиком избыточного давления истечение воздуха через сопло с непостоянным расходом в атмосферу. Массу вещества в емкости определяют по газодинамическим соотношениям.
Недостатком этого способа является использование дополнительных приборов и оборудования для создания давления в емкости.
Задача изобретения - определение массы сжиженного газа в сливном рукаве автозаправочной станции при выполнении сливоналивной операции.
Технический результат - измерение расхода массы сжиженного газа из сливного рукава через насадку при истечении с непостоянным давлением.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в емкости измеряют температуру и давление, выпускают вещество из емкости и контролируют время истечения вещества из емкости через насадку и изменение давления в емкости, массу вещества определяют по газодинамическим соотношениям, согласно изобретению, измеряют геометрические размеры внутренней полости сливных рукавов, определяют коэффициент расхода насадки из справочных данных, измеряют температуру в автоцистерне, определяют состав сжиженного газа согласно паспорту качества, рассчитывают плотность паровой фазы сжиженного газа как двухфазной системы (пар-жидкость) по правилу аддитивности для определенного состава и измеренной температуры, выпускают сжиженный газ из рукава паровой фазы и рукава слива через насадку при сверхкритическом и докритическом истечении, определяют достоверность определения коэффициента расхода путем соотнесения массы, прошедшей через насадку из рукава паровой фазы, и массы, которая находилась в рукаве паровой фазы до истечения, сопоставляют величины массы, прошедшей через насадку из рукава паровой фазы и рукава слива, и по разности величин определяют массу жидкой фазы сжиженного газа в рукаве слива.
Поставленная задача решается, технический результат достигается устройством, которое содержит емкость, насадки, манометры, термометры, секундомер, согласно изобретению содержит автоцистерну, соединенную со сливными рукавами и газопроводами, на которых установлены краны, связанные с насадками и манометрами, при этом термометр установлен в автоцистерне.
Существо заявляемого изобретения поясняется схемой. На чертеже приведена схема подключения технологического оборудования, приборов и насадок для определения массы сжиженного газа в рукавах.
Пример конкретной реализации способа.
На автозаправочной станции определялась масса сжиженного газа в сливных рукавах. Состав сжиженного газа по массе согласно паспорту качества составил: пропан - 80,1%, бутан - 19,3%, этан - 0,6%.
Результаты измеренных исходных данных приведены в таблице 1.
Таблица 1 | |||
Результаты измерений исходных данных | |||
Температура, K | Начальное (абсолютное) давление (P0), Па | Площадь сечения насадки на выходе (f), м2 | Объем сливного рукава (V0), м3 |
295 | 1001325 | 0,0000196 | 0,0113 |
Плотность паровой фазы сжиженного газа в сливном рукаве в начальный момент времени определялась по формуле
где yi - доля компонента СУГ (об.);
- плотность паров компонента сжиженного газа при заданной температуре, кг/м3.
Плотности компонентов сжиженного газа принимались из справочных данных.
Пересчет состава сжиженного газа, выраженный в долях массы, на состав, выраженный в долях объема, осуществлялся формуле
Расчетная плотность паровой фазы сжиженного газа в сливном рукаве составила 20,05 кг/м3.
Изменение плотности паровой фазы сжиженного газа в сливном рукаве при падении давления определялось по политропному закону
где Pi - текущее абсолютное давление в сливном рукаве, Па,
ρi - текущая плотность паровой фазы сжиженного газа в сливном рукаве, кг/м3,
n - показатель политропы.
Процесс изменения состояния сжиженного газа в сливном рукаве принимался изотермическим, а значение показателя политропы n - равным 1.
Результаты измерений времени истечения и давления в сливных рукавах и расчетные величины плотности сжиженного газа приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||||
Результаты измерений времени истечения и давления и расчетные величины плотности | |||||
Рукав паровой фазы | Рукав слива | ||||
Интервал времени истечения (τi), сек | Давление (Pi), Па | Плотность (ρi), кг/м3 | Интервал времени истечения (τi), сек | Давление (Pi), Па | Плотность (ρi), кг/м3 |
1-14 | 1001325 | 20,05 | 1-35 | 1001325 | 20,05 |
15 | 872753,57 | 17,48 | 36 | 911325 | 18,25 |
16 | 744182,14 | 14,90 | 37 | 821325 | 16,45 |
17 | 615610,71 | 12,33 | 38 | 731325 | 14,64 |
18 | 487039,29 | 9,75 | 39 | 641325 | 12,84 |
19 | 358467,86 | 7,18 | 40 | 551325 | 11,04 |
20 | 229896,43 | 4,60 | 41 | 461325 | 9,24 |
21 | 101325,00 | 2,03 | 43 | 371325 | 7,43 |
- | - | - | 42 | 281325 | 5,63 |
- | - | - | 44 | 191325 | 3,83 |
- | - | - | 45 | 101325 | 2,03 |
Критическое давление определялось по формуле
где Pa - атмосферное давление, Па,
где k - показатель адиабаты, равный 1,3.
Расчетная величина критического давления при нормальном атмосферном давлении (101325 Па) составила 186259 Па.
Как видно из таблицы 2, переход из сверхкритического в докритическое истечение наблюдался в интервале времени 20-21 сек - для рукава паровой фазы, 44-45 сек - для рукава слива.
Масса сжиженного газа в сливном рукаве, прошедшая через насадку, определялась по формуле
m=Σmi,
где mi - масса сжиженного газа, прошедшая через насадку за интервал времени, где плотность, давление постоянны.
Масса mi определялась по формуле
где
µ - коэффициент расхода насадки, равный 0,44,
f - площадь поперечного сечения насадки на выходе, м2,
τi - время истечения через насадку, при котором текущие давление и плотность постоянны, сек,
- коэффициент.
Результаты расчета массы в сливных рукавах приведены в таблице 3.
Таблица 3 | |||||
Результаты расчета массы сжиженного газа в сливных рукавах | |||||
Рукав паровой фазы | Рукав слива | ||||
Интервал времени истечения (τi), сек | Коэффициент Ψ | Масса (mi), кг | Интервал времени истечения (τi), сек | Коэффициент Ψ | Масса (mi), кг |
1-14 | 0,32386 | 0,17520 | 1-35 | 0,32386 | 0,43800 |
15 | 0,35155 | 0,01184 | 36 | 0,34266 | 0,01205 |
16 | 0,38566 | 0,01108 | 37 | 0,36430 | 0,01155 |
17 | 0,42881 | 0,01019 | 38 | 0,38951 | 0,01099 |
18 | 0,48508 | 0,00912 | 39 | 0,41929 | 0,01038 |
19 | 0,56016 | 0,00775 | 40 | 0,45498 | 0,00968 |
20 | 0,65062 | 0,00577 | 41 | 0,49840 | 0,00887 |
21 | 0,00000 | 0,00000 | 43 | 0,55166 | 0,00790 |
- | - | - | 42 | 0,61494 | 0,00668 |
- | - | - | 44 | 0,66687 | 0,00492 |
- | - | - | 45 | 0,00000 | 0,00000 |
Итого (m) | 0,23094 | Итого (m) | 0,52102 |
Как видно из таблицы 3, масса сжиженного газа в сливных рукавах (m) составила: 0,23094 кг в рукаве паровой фазы, 0,52102 кг в рукаве слива.
Таким образом, можно сделать вывод, что по окончании сливоналивной операции в рукаве слива, помимо паровой фазы, остается жидкая фаза сжиженного газа.
Для достоверности определения коэффициента расхода насадки сопоставлялись величины массы, прошедшей через насадку из рукава паровой фазы (m), и массы, находившейся в рукаве паровой фазы до истечения (m′).
Масса сжиженного газа, находившаяся в рукаве паровой фазы, определялась по формуле
m′=ρ0·V0.
Расчетная величина массы сжиженного газа (m′) составила 0,22656 кг.
Относительная погрешность эксперимента составила δX=(0,22656-0,23094)/0,23094·100%=1,9%, что не превышает обычную инженерную погрешность (5%).
Предлагаемое устройство содержит автоцистерну 1, соединенную с резервуаром хранения 2 через два сливных рукава 3, 4, перед которыми установлены краны 5, 6, и газопроводами 7, 8, секундомер (на чертеже не показан). На газопроводах 7, 8 технологической системы автозаправочной станции установлены краны 9, 10 для перекрытия потока сжиженного газа из резервуара 2, манометры 11, 12, присоединенные при помощи кранов 13, 14, насадки 15, 16, связанные с газопроводами 7, 8 через краны 17, 18. Термометр 19 измерения температуры установлен в автоцистерне 1.
Согласно предложенному способу после завершения процесса слива сжиженного газа из автоцистерны 1 в резервуар хранения 2 закрывают краны 5, 6, 9, 10. К газопроводам 7, 8 подключают манометры 11, 12 посредством кранов 13, 14 и насадки 15, 16 посредством кранов 17, 18. Массу сжиженного газа определяют в сливных рукавах 5, 6 и газопроводах 7, 8. Температуру сжиженного газа измеряют термометром 19. Открывают краны 13, 14 и измеряют давление манометрами 11, 12. Поочередно открывают краны 17, 18 и производят истечение сжиженного газа из рукавов 3, 4 и газопроводов 7, 8, при котором фиксируют время истечения секундомером и изменение давления манометрами 11, 12.
Итак, заявляемое изобретение позволяет определять массу сжиженного газа в сливном рукаве автозаправочной станции при выполнении сливоналивной операции.
Claims (2)
1. Способ определения массы сжиженного газа, по которому измеряют температуру и давление в емкости, выпускают вещество из емкости и контролируют время истечения вещества из емкости через насадку и изменение давления в емкости, массу вещества определяют по газодинамическим соотношениям, отличающийся тем, что измеряют геометрические размеры внутренней полости сливных рукавов, определяют коэффициент расхода насадки из справочных данных, измеряют температуру в автоцистерне, определяют состав сжиженного газа согласно паспорту качества, рассчитывают плотность паровой фазы сжиженного газа как двухфазной системы по правилу аддитивности для определенного состава и измеренной температуры, выпускают сжиженный газ из рукава паровой фазы и рукава слива через насадку при сверхкритическом и докритическом истечении, определяют достоверность определения коэффициента расхода путем соотнесения массы, прошедшей через насадку из рукава паровой фазы, и массы, которая находилась в рукаве паровой фазы до истечения, сопоставляют величины массы, прошедшей через насадку из рукава паровой фазы и рукава слива, и по разности величин определяют массу жидкой фазы сжиженного газа в рукаве слива.
2. Устройство для определения массы сжиженного газа, содержащее емкость, насадки, манометры, термометр, секундомер, отличающееся тем, что содержит автоцистерну, соединенную со сливными рукавами и газопроводами, на которых установлены краны, связанные с насадками и манометрами, при этом термометр установлен в автоцистерне.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150846/28A RU2537473C1 (ru) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Способ определения массы сжиженного газа в сливном рукаве и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150846/28A RU2537473C1 (ru) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Способ определения массы сжиженного газа в сливном рукаве и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2537473C1 true RU2537473C1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013150846/28A RU2537473C1 (ru) | 2013-11-14 | 2013-11-14 | Способ определения массы сжиженного газа в сливном рукаве и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537473C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0034098A1 (fr) * | 1980-02-07 | 1981-08-19 | Elf Antargaz | Procédé de remplissage de bouteilles de gaz liquéfiés et installation pour sa mise en oeuvre |
FR2554230A1 (fr) * | 1983-10-26 | 1985-05-03 | Air Liquide | Procede et appareil pour determiner le poids ou la masse d'un gaz liquefie contenu dans un reservoir |
RU2246702C2 (ru) * | 2002-08-28 | 2005-02-20 | Совлуков Александр Сергеевич | Устройство для определения массы сжиженного газа |
UA88145C2 (ru) * | 2005-12-12 | 2009-09-25 | Борис Николаевич Гордеев | Устройство для определения количества сжиженного газа в емкости |
-
2013
- 2013-11-14 RU RU2013150846/28A patent/RU2537473C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0034098A1 (fr) * | 1980-02-07 | 1981-08-19 | Elf Antargaz | Procédé de remplissage de bouteilles de gaz liquéfiés et installation pour sa mise en oeuvre |
FR2554230A1 (fr) * | 1983-10-26 | 1985-05-03 | Air Liquide | Procede et appareil pour determiner le poids ou la masse d'un gaz liquefie contenu dans un reservoir |
RU2246702C2 (ru) * | 2002-08-28 | 2005-02-20 | Совлуков Александр Сергеевич | Устройство для определения массы сжиженного газа |
UA88145C2 (ru) * | 2005-12-12 | 2009-09-25 | Борис Николаевич Гордеев | Устройство для определения количества сжиженного газа в емкости |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3918291A (en) | Method and apparatus for testing leakage rate | |
US20130186471A1 (en) | Calibration method and flow rate measurement method for flow rate controller for gas supply device | |
CN104374683A (zh) | 一种岩心孔隙压缩系数测试装置及其测试方法 | |
JP2007525638A (ja) | 圧力を使用する容器内の流体体積の測定 | |
CN105004480A (zh) | 一种真空计快速动态真空校准方法 | |
JP3738830B2 (ja) | 気体用機器の流量特性計測装置および流量特性計測方法 | |
JP2004163378A (ja) | リークテスタの漏れ流量の計算方法 | |
WO2010134622A1 (ja) | 漏洩検査方法および漏洩検査装置 | |
RU2537473C1 (ru) | Способ определения массы сжиженного газа в сливном рукаве и устройство для его осуществления | |
Filippov et al. | Two-phase cryogenic flow meters: Part II–How to realize the two-phase pressure drop method | |
NO20160503A1 (en) | Inline multiphase densitometer | |
JP6557667B2 (ja) | 媒体の少なくとも一つの性状を判定するための流量測定システム及び方法 | |
WO2015088880A1 (en) | Systems and methods for determining mass flow measurements of fluid flows | |
RU2601615C1 (ru) | Способ определения объема негерметичной емкости | |
RU134636U1 (ru) | Устройство для проверки мультифазных расходомеров в условиях эксплуатации | |
RU164123U1 (ru) | Устройство учета сжиженных углеводородных газов при приеме в и отпуске из резервуара | |
RU2605530C1 (ru) | Способ учета сжиженных углеводородных газов при хранении в резервуарах | |
KR20160066996A (ko) | 관내 액체 홀드업 측정장치 및 측정방법 | |
RU2488793C1 (ru) | Способ измерения негерметичности изделий | |
Wang et al. | A newly-developed wide range molecular flow meter based on AAO leak element | |
RU170699U1 (ru) | Устройство учета сжиженных углеводородных газов при приеме в и отпуске из резервуара | |
RU2243536C1 (ru) | Способ определения газосодержания в жидкости | |
Yang et al. | Measuring flow rate characteristics of a discharge valve based on a discharge thermodynamic model | |
CN104807509B (zh) | 一种提高lpg流量测量准确度的压差式流量测量装置 | |
RU164122U1 (ru) | Устройство учета сжиженных углеводородных газов при хранении в резервуарах |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151115 |