CC BY
319
Э. Ю. Замалетдинова, Р. Р. Замалетдинов ПРЯМОЙ МЕТОД ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА
Ключевые слова: сжиженный природный газ, прямой методы динамических измерений, кориолисовый расходомер.
В статье представлен прямой метод динамических измерений сжиженных природных газов. Рассмотрены принцип действия кориолисовых расходомеров.
Keywords: liquefied natural gas, the direct method of dynamic measurements, coriolis flowmeter.
This text describes a direct method of dynamic measurement of liquefied natural gas. The principles of the Coriolis flowmeters.
Сжиженный природный газ (СПГ) —
перспективный и экологически безопасный энергоноситель XXI века. СПГ представляет собой чистую бесцветную жидкость без запаха, плотность которой в два раза меньше плотности воды. Газ остается в жидком состоянии и при нормальном атмосферном давлении, что делает возможным его перевозку специальными танкерами и хранение [1].
Для измерения количества сжиженных углеводородных газов используются как косвенные, так и прямые методы. Косвенный метод измерений - измерения, при которых значение величины определяют на основании известной зависимости между искомой величиной и величинами, значения которых находят прямыми измерениями. Таким образом, значение измеряемой величины вычисляют по формуле: Р = Б(х1, х2 ... хЫ), , где О - искомое значение измеряемой величины; Р - известная функциональная зависимость, х1, х2, ... , хМ-значения величин, полученные прямыми измерениями. Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить прямым измерением [2].
Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно. Как примеры прямых измерений приведены: измерение длины детали микрометром, силы тока амперметром, массы на весах.
В ходе прямых измерений искомое значение величины определяют непосредственно по устройству отображения измерительной
информации применяемого средства измерений. Формально без учета погрешности измерения они могут быть описаны выражением О = х, где О -измеряемая величина, х - результат измерения [3].
Наиболее современным методом определения массы является метод основанный на динамическом измерении объемного расхода СПГ и плотности СПГ, зная плотность СПГ при стандартных условиях можно определить массу
СПГ по формуле М=^'ст*рст, где Уст- - объем СПГ
приведенный к стандартным условиям, рст -плотность СПГ при стандартных условиях. Данный метод основан на явлении смещения звукового колебания движущейся средой
У данного метода есть ряд достоинств:
• высокая точность измерения расхода жидких однородных сред (от 0.075% допустимой относительной погрешности измерения расхода);
• отсутствие выступающих частей во внутренней поверхности трубопровода и ка следствие отсутствие перепада давлений,
• возможность применения метода для трубопроводов большого диаметра (до 700 мм)
• высокое быстродействие;
• отсутствие подвижных элементов.
Однако метод характеризуется следующими
негативными факторами
• с целью подготовки потока для более достоверного измерения расхода требуются длинные прямые участки трубопроводов до расходомера и после него;
• скорость потока осредняется вдоль ультразвукового пучка, а не по сечению трубы (только для однолучевых ультразвуковых расходомеров)
• зависимость собственной скорости ультразвуковых колебаний от физико-химических свойств измеряемой среды [4].
• отсутствует нормативная документация для приведения рабочего расхода (расхода измеренного при рабочей температуре и давлении) к стандартным условиям (к 20 °С и 101,325 атм);
Последний фактор делает невозможным применение ультразвуковых расходомеров для определения массы сжиженных газов.
Поэтому наиболее оптимальным методом измерения количества сжиженного газа является прямой метод динамических измерений массы с применением кориолисовых расходомеров.[5]
Кориолисовые расходомеры — приборы, использующие для измерения массового расхода жидкостей, газов эффект Кориолиса. Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний Ц-образных трубок, по которым движется среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Поток с определенной массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется вибрации расходомерных трубок. Наглядно это сопротивление чувствуется, когда гибкий шланг извивается под напором прокачиваемой через него воды.
Преимущества измерения кориолисовым расходомером:
• высокая точность измерений параметров;
• работают вне зависимости от направления
потока;
• не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера;
• нет затрат на установку вычислителей расхода;
• надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды (только если расходомер установлен на резиновые подставки-прокладки);
• длительный срок службы и простота
обслуживания благодаря отсутствию движущихся и 4.
изнашивающихся частей;
• нет необходимости в периодической
перекалибровке и регулярном техническом обслуживании; .
• могут работать от разных источников
питания с помощью самопереключающегося 5
встроенного блока питания [5].
В данной статье не рассматривались другие методы измерения расхода в связи с их высокой погрешностью.
Литература
1. Википедия (Шр://т^к1ре(11а.ся^/тк1/сжиженнь1й природный газ).
2. ГОСТ 30319.1-95.Газ природный. Методы расчета физических свойств. М. ИПК Изд-во стандартов, 1998
3. Замалетдинова Э.Ю., Ягьяева Л.Т., Замалетдинов Р.Р.
Имитационный метод поверки ультразвуковых расходомеров./ Замалетдинова Э.Ю., Ягьяева Л.Т., Замалетдинов Р.Р. //Вестник Казанского
технологического университета-2011.-№19. с. 214-218.
Фафурин В.А., Галеев М.К. Расчет корректирующего коэффициента ультразвукового расходомера. / Фафурин В.А., Галеев М.К// Вестник Казанского
технологического университета-2011.-№23 с. 152-155.
Б.С Виноградов. Прикладная газовая динамика / Б.С. Виноградов. - М.: Университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы, 1955. - 348 с.
Википедия
(ЬИр://га.‘шк1ре111а.о^/№1кЖориолисовые_расходомеры
© Э. Ю. Замалетдинова - ст. препод. каф. автоматизированных систем сбора и обработки информации КНИТУ, zamaletdinowa@mail.ru; Р. Р. Замалетдинов - гл. метролог ЗАО «НИЦ Инкомсистем».
