Модификации бессепарационного расходомера нефть‒вода‒газ с двухизотопным гамма-плотномером для частных случаев применения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На примере трехфазного расходомера горизонтальной ориентации с номинальным диаметром DN 100 предложены варианты проектирования и создания сравнительно простых двухфазных расходомеров без устройств для измерения средней плотности смеси маловязких потоков, например, вода‒газ, пользуясь только коническими сужающими устройствами (СУ) различных размеров, для которых характерны такие особенности, как кризис гидравлического сопротивления в СУ и разные количественные характеристики, описывающие этот кризис. Предложен расчетно-экспериментальный способ, демонстрирующий принципиальную возможность нахождения объемного расходного газосодержания® по отношению перепадов давления на обоих СУ. Предложена необычная расчетная модель, основанная на необходимости знать пару измеренных перепадов давления ∆Р и предварительные экспериментальные калибровочные зависимости ∆Р(b) для обоих СУ при различных объемных расходах жидкости Ql, и показано, что полученные погрешности определения Ql и b вполне приемлемы для практики в некоторых случаях. Предложена и создана универсальная конструкция двухфазного расходомера, позволяющая работать с потоками жидкость‒газ не только относительно низкой вязкости, но и сравнительно высокой вязкости, а также с двухфазными жидкостными потоками. Она основана на комбинации пары СУ и камертонного плотномера, что обеспечивает приемлемую для практики точность измерений. Представлен также вариант трехфазного расходомера нефть‒вода‒газ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Филиппов

Научно-исследовательский университет “Московский энергетический институт”

Email: fyp@dubna.ru
Россия, 111250, Москва, ул. Красноказарменная, 14

Ю. П. Филиппов

Объединенный институт ядерных исследований

Автор, ответственный за переписку.
Email: fyp@dubna.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри,6

А. М. Коврижных

Объединенный институт ядерных исследований

Email: fyp@dubna.ru
Россия, 141980, Дубна, Московская обл., ул. Жолио-Кюри,6

Список литературы

  1. Atkinson I., Berard M., Hanssen B.-V., Segeral G. // The 19-th International North Sea Flow Measurement Workshop. Oslo, Norwegian, 1999. P. 154.
  2. Babelli I.M.M. // Proceedings of INC ‘97 - International Nuclear Conference. MINT. Bangi, Selangor, Malaysia, 1997. P. 465.
  3. Филиппов А.Ю., Филиппов Ю.П., Коврижных А.М. // ПТЭ. 2023. № 4. C. 132. https://doi.org/10.31857/S0032816223030047 EDN: IRIZAW
  4. Филиппов А.Ю., Филиппов Ю.П. // Тепловые Процессы в Технике. 2022. T. 14. № 5. C. 225. https://doi.org/10.34759/tpt-2022-14-5-225-240
  5. Кормашова Е.Р., Елин Н.Н. // Теплоэнергетика. 1999. № 2. С. 66.
  6. Елин Н.Н., Кормашова Е.Р. Способ измерения массового расхода и массового паросодержания парожидкостного потока. Авт. Св. RU2164341C2.
  7. Вакулин А.А., Аксенов Б.Г., Татосов А.В., Вакулин А.А. // Вестник Тюменского государственного университета. 2012. № 4. С. 42.
  8. Расходомер двухфазный ДФР-01. Руководство по эксплуатации КРАУ2.833.010РЭ, ООО НПФ “Вымпел”, Саратов, 2015.
  9. Filippov Yu.P., Filippov A.Yu. // Flow Measurement and Instrumentation. 2019. V. 68. P. 101578. http://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2019.101578
  10. Филиппов А.Ю., Филиппов Ю.П. // Теплоэнергетика. 2022. № 5. C. 18. https://doi.org/10.1134/S0040363622050010
  11. Филиппов Ю.П., Филиппов А.Ю. // Тепловые Процессы в Технике. 2021. Т. 13. № 3. C. 98. https://doi.org/10.34759/tpt-2021-13-3-98-110
  12. Filippov Y.P., Panferov K.S. // Cryogenics. 2011. V. 51. P. 640. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2011.09.013
  13. Filippov Y.P., Panferov K.S. // International Journal of Multiphase Flow. 2012. V. 41. P. 36. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2011.12.005
  14. Two-phase flow and heat transfer / Ed. by D. Butterwoth and G.F. Hewitt, Oxford: University Press, 1977.
  15. https://www.tuvsud.com/en-gb/industries/chemical-and-process/flow-measurement.
  16. Плотномер 804. https://www.piezoelectric.ru/Products/Densimeter804/
  17. Микляев В.М., Филиппов Ю.П., Филиппов А.Ю. // Письма в ЭЧАЯ. 2020. Т. 17. № 1(226). С. 27. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42347863
  18. Filippov Y.P., Romanov S.V., Panferov K.S, Sveshnikov B.N. // Proceedings of the 22-th International Cryogenic Engineering Conf. (ICEC 22), Seoul, Korea, 2008. P. 419.
  19. Свешников Б.Н., Смирнов С.Н., Филиппов А.Ю., Филиппов Ю.П. // Письма в ЭЧАЯ. 2021. Т.18. № 1(233). C. 58.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Конструкция бессепарационного трехфазного расходомера “нефть‒вода‒газ” горизонтальной ориентации DN 100: 1 – соединительный фланец, 2 – двухизотопный гамма-источник, 3 – платиновые датчики Pt1000 температуры потока Tf и корпуса Tb, 4 – датчик давления, 5 – сужающее устройство 70/50 мм, 6 ‒ датчик перепада давления, 7 – крепежная рама, 8 – взрывобезопасный корпус электроники, 9 – разъемы датчиков, гамма-детектора, питание 24 В и Ethernet, 10 – спектрометрический гамма-детектор.

Скачать (228KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости усредненных измеренных перепадов давления ΔP через сужающее устройство 98/70 мм от объемного газосодержания β при различных объемных расходах воды Ql и давлении 0.5 MПа (5 бар).

Скачать (116KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости усредненных измеренных перепадов давления ΔP через сужающее устройство 70/50 мм от объемного газосодержания β при различных объемных расходах воды Ql и давлении 0.5 MПа (5 бар).

Скачать (138KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Обобщающие зависимости корректирующих коэффициентов Chc для СУ 98/70 (синяя кривая) и СУ 70/50 мм (красная кривая) от объемного газосодержания β двухфазных потоков вода‒газ при давлении 0.5 MПа (5 бар).

Скачать (105KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость отношения корректирующих коэффициентов Cs /Cb от величины β.

Скачать (86KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимости усредненных измеренных величин перепада давления ΔP через сужающие устройства 98/70 и 70/50 мм от объемного газосодержания β при различных объемных расходах эксола Ql и давлении 0.5 MПа (5 бар).

Скачать (124KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимости ∆Ps от квадрата расхода Q2 для смеси эксол‒вода в СУ 70/50 мм [3] при различных обводненностях w и давлении 0.5 МПа (5 бар).

Скачать (119KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Универсальный двухфазный расходомер DN 100: комбинация пары конических сужающих устройств 98/70 и 70/50 мм, камертонного плотномера 804 (справа от датчиков перепада давления), тонкопленочных датчиков температуры Pt1000 [17] и измерительной системы на базе промышленного компьютера (ПК).

Скачать (1MB)
Метаданные
10. Рис. 9. Внешний вид макета двухизотопного -плотномера DN 100 во время испытаний на стенде многофазных потоков ГЭТ195-2011, ВНИИР (г. Казань).

Скачать (1005KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024