SU1187013A1

SU1187013A1 - Method of determining concentration of free gas in flo of gas-saturated liquid

Info

Publication number: SU1187013A1
Application number: SU823397852A
Authority: SU
Inventors: Игорь Вадимович Щербатенко; Анатолий Семенович Шапиро; Любовь Петровна Сапрыкина; Владимир Петрович Водяницкий
Original assignee: Предприятие П/Я В-8534
Priority date: 1982-02-19
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1985-10-23

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦШ1 СВОБОДНОГО ГАЗА В ПОТОКЕ ГАЗОНАСЫЩЕНПОЙ ЖИДКОСТИ путем инкерени; его температуры п давлени п расчета концентрации свободного газа, о т л II ч а о 1Д и- и с тем, что, с целью повышени точности опрс деленнй при выделении газовых пузырьков из газонасьш1енной жидкости, поток газонасыщенной жидкости раздел ют на газовую и жидкую фазы, в последней из которых измер ют давле П1е ее насьш1ени газом, а расчет концентрации cL свободного газа осуществл ют по фор муле Vr сСР Я-Ж-fco То Vr + V j«. 1 ,,ТРДР„ Р„) где VP и V - объемный расход газа и Ж1 щкости в потоке газонасьлценной жидкости соо1ветс1венно; Р давление в потоке газонасыщенной жидкости; -коэффициент Генри; t ж J. г -молекул рные массы жидкости и газа cooTieeTCTвенно; Рх jr. плотность жидкости; (Л -плотность газа при нормальных услови х; с т температура потока; Р: н РП давление насыщени газом газонасыщенной жидкости и жидкой фазы соответственно; РО 0,101 МПа; 00 То 273 К. QA9A METHOD FOR DETERMINING CONCENTRATOR FREE FREE GAS IN A GAS FLOW OF A GAS LIQUID by means of an inkenei; its temperature, pressure, and the calculation of the concentration of free gas, which is equal to 1D, so that, in order to increase the accuracy of the process, when gas bubbles are separated from the gas-filled liquid, the gas-saturated liquid stream is divided into gas and liquid phases , in the last of which the pressure of P1e is measured by its gas, and the concentration cL of the free gas is calculated using the formula Vr ccr Ya-W-fco That Vr + Vj ". 1 ,, TRDR „P„) where VP and V are the volumetric flow rate of gas and gas flow in the stream of gas-rich liquid correspondingly; P is the pressure in the stream of gas-saturated liquid; -Henry coefficient; t f J. g -molecular mass of liquid and gas cooTieTTChenno; Px jr. fluid density; (L is the gas density under normal conditions; c is the flow temperature; P: n RP is the gas saturation pressure of the gas-saturated liquid and the liquid phase, respectively; PO 0.101 MPa; 00 That 273 K. QA9

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способу определения объемного га-, зосодержания в газожидкостном потоке, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, связанных с перемещением газонасыщенных жидкостей.The invention relates to a control and measuring technique, and in particular, to a method for determining volumetric gas and gas content in a gas-liquid stream, and can be used in various industries related to the movement of gas-saturated liquids.

Цель изобретения - повышение точности определений при выделении газовых пузырьков из газонасыщенной жидкости.The purpose of the invention is to increase the accuracy of determination in the separation of gas bubbles from a gas-saturated liquid.

На чертеже схематически изображено устройство для осуществлении предлагаемого способа.The drawing schematically shows a device for implementing the proposed method.

Устройство содержит установленный в трубопроводе' 1 лопаточный завихритель 2 и два датчика 3 и 4 для измерения давления насыщения газом однофазной жидкости и жидкой фазы газожидкостного потока соответственно,· Датчик 3 подсоединен к участку трубопровода 1 с однофазной газонасыщенной жидкостью (до выделения газовой фазы), а датчик 4 - к участку трубопровода с. газожидкостным потоком (после выделения газовой фазы). Последний образуется в результате падения давления в трубопроводе (например, вследствие гидравлических потерь) ниже давления насыщения газом однофазной жидкости (на чертеже газожидкостный поток от жидкости, условно отделен двумя штрихпунктирными линиями) .The device contains a blade swirler 2 installed in the pipeline '1 and two sensors 3 and 4 for measuring the gas saturation pressure of a single-phase liquid and the liquid phase of a gas-liquid flow, respectively, · Sensor 3 is connected to a section of pipeline 1 with a single-phase gas-saturated liquid (before gas evolution), and sensor 4 - to the pipeline section with. gas-liquid flow (after separation of the gas phase). The latter is formed as a result of a pressure drop in the pipeline (for example, due to hydraulic losses) below the gas saturation pressure of a single-phase liquid (in the drawing, the gas-liquid flow from the liquid is conventionally separated by two dash-dot lines).

Датчики 3 и 4 представляют собой цилиндрический сепаратор, на боковой поверхности которого с обоих концов выполнены тангенциальные каналы 5 и 6 для подвода и отвода жидкости, соединенные соответственно с трубопроводом после местного гидравлического сопротивления или с внешним источником более низкого давления, например эжектором. Внутри сепаратора установлена поперечная перегородка 7 с центральным отверстием 8., а в торце со стороны выхода расположено центральное отверстие 9.Sensors 3 and 4 are a cylindrical separator, on the lateral surface of which tangential channels 5 and 6 are made at both ends for supplying and discharging liquid, respectively connected to the pipeline after local hydraulic resistance or to an external source of lower pressure, for example, an ejector. A transverse partition 7 with a central hole 8. is installed inside the separator, and a central hole 9 is located at the end from the outlet side.

Система измерения включает в себя манометр 10, дифманометр 11, подт соединенный к отверстиям 9 датчиков 3 и 4, и термометр 12.The measurement system includes a manometer 10, a differential pressure gauge 11, a plug connected to the holes 9 of the sensors 3 and 4, and a thermometer 12.

ВНИИПИ Заказ 8283VNIIIPI Order 8283

Определение объемного газосодержания в газожидкостном потоке осуществляется следующим образом.The determination of volumetric gas content in a gas-liquid stream is as follows.

Проходя через лопаточный завихри5 тель 2, газожидкостный поток закручивается, при этом на периферии трубопровода создается повышенное давление. В результате газовые пузырьки (газовая фаза) перемещаются к цент10 ру трубопровода, образуя в пристеночной области слой жидкой фазы. Однофазная газонасыщенная жидкость, находящаяся под давлением, большим давления Р_п, , через тангенциальные 15 каналы 5 поступает внутрь датчика 3, где в результате полученной закрутки в центре сепаратора образуется безрасходная газовая полость с давлением, равным сумме давления насыщений газом однофазной жидкости Р* и давЛенин насыщенных паров жидкости Р_л. Поскольку жидкая фаза,- поступающая в датчик 4, отбирается с периферии трубопровода 1 , где давление боль ше давления насыщения газом жидкой фа г 1 Р// (жидкая фаза находится в над>гыщеином состоянии), то вследствие закрутки жидкости и образования в ней ноля массовых сил давление внутри датчика 4 падает от давления, разного давлению на периферии трубопровода 1 (в месте отбора жидкости), -до давления, равного сумме давлений Рц и в безрасходной газовой полости, образующейся в центре датчика.Passing through the scapular swirler 2, the gas-liquid flow swirls, and an increased pressure is created on the periphery of the pipeline. As a result, gas bubbles (gas phase) move to the center of the pipeline, forming a layer of the liquid phase in the near-wall region. A single-phase gas-saturated liquid under a pressure greater than pressure P _p , through tangential 15 channels 5 enters the inside of the sensor 3, where as a result of the resulting twist in the center of the separator a waste-free gas cavity with a pressure equal to the sum of the saturation pressure of the single-phase liquid P * and pressure Lenin is formed P _l water saturated vapor. Since the liquid phase, entering the sensor 4, is taken from the periphery of pipeline 1, where the pressure is higher than the pressure of gas saturation with the liquid phase 1 P // (the liquid phase is in an> oversized state), due to the twisting of the liquid and the formation of zero in it of mass forces, the pressure inside the sensor 4 drops from a pressure different to the pressure on the periphery of the pipeline 1 (at the point of fluid withdrawal), to a pressure equal to the sum of the pressures Pc and in the wasteless gas cavity formed in the center of the sensor.

Ввиду того, что процесс газовыделения из высококипящих жидкостей изотермический (P_f = const), дифманометром 11 измеряется разность давлений Р_н - Р₍, , Давление в газожидкостном потоке измеряется манометром 10, а температура потока Т - термометром 1 2 . Давление пасьвценных паров Р_п и плотность жидкости ^определяются из термодинамических таблиц по значению Т, а коэффициент Генри - по значениям Т и Р. Величины » /*·>; ^и Л<? являются физическими константами. Затем по формуле определяется объемное газосодержание <<, причем в отличие от известного точ- ι ность определения объемного газосодержания в этом случае не зависит от его абсолютной величины.Due to the fact that the process of gas evolution from high-boiling liquids is isothermal (P _f = const), the pressure difference P _n - P ₍ ,, is measured with a differential pressure gauge 11,. The pressure in the gas-liquid flow is measured with a pressure gauge 10, and the flow temperature T with a thermometer 1 2. Parent pressure P _n and the fluid density ^ are determined from the thermodynamic tables by the value of T, and the Henry coefficient is determined by the values of T and P. The quantities "/ * ·>; ^and Л <? are physical constants. Then, the volumetric gas content << is determined by the formula, and in contrast from a well-known ι but be determining the volume gas content in this case is independent of its absolute value.

Тираж 896 ПодписноеCirculation 896 Subscription

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Branch of PPP Patent, Uzhhorod, st. Project, 4

Claims

A METHOD FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF FREE GAS IN A GAS-SATURATED LIQUID FLOW by measuring its temperature and pressure and calculating the concentration of free gas, which differs in that, in order to increase the accuracy of the determination of gas bubbles from a gas-saturated liquid, the gas-saturated liquid flow is divided into a gas-saturated and liquid phases, in the last of which the pressure of its saturation with gas is measured, and the calculation of the concentration of free gas is carried out according to the formula

- ^V r _ __________

Vr + Already . R H-vt'fro To

HGgRzhTR. (P * P _and ) where V _r and V _x - the volumetric flow rate of gas and liquid in the flow of gas-saturated liquid, respectively;

P is the pressure in the flow of a gas-saturated liquid; ^ ZS is the Henry coefficient;

μ x and jti_r are the molecular masses of the liquid and gas, respectively;

Gh · fluid density;

p is the density of the gas under normal conditions;

T is the temperature of the stream;

P _and and R _p - the saturation pressure of a gas of a gas-saturated liquid and a liquid phase, respectively;

P _o = 0.101 MPa; T _o = 273 K.