RU2087871C1 - Способ измерения расхода многофазного потока - Google Patents
Способ измерения расхода многофазного потока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087871C1 RU2087871C1 RU94024585A RU94024585A RU2087871C1 RU 2087871 C1 RU2087871 C1 RU 2087871C1 RU 94024585 A RU94024585 A RU 94024585A RU 94024585 A RU94024585 A RU 94024585A RU 2087871 C1 RU2087871 C1 RU 2087871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow rate
- overheating
- substance
- measurement
- time
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Использование: для измерения расхода многофазных потоков с помощью тепловых расходомеров. Сущность изобретения: измеряют разность температур в двух сечениях измерительного участка, между которыми подводят фиксированное количество тепла, дополнительно измеряют в течение фиксированного промежутка времени перегрев терморезисторов при работе в режиме термоанемометра, время, в течение которого каждый из терморезисторов имеет значение перегрева в пределах диапазона, характерного для каждого вещества, входящего в поток, и отношение этого времени к всему фиксированному промежутку времени учитывают при определении расхода. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области измерения расходов с помощью тепловых расходомеров и предназначено для контроля многофазных потоков, преимущественно в нефтяной промышленности.
Известен способ измерения расхода с помощью теплового расходомера, заключающийся в измерении разности температур терморезисторами в двух сечениях измерительного участка, между которыми подводят фиксированное количество тепла [1]
Недостатком известного способа является низкая точность при измерении расхода многофазных потоков.
Недостатком известного способа является низкая точность при измерении расхода многофазных потоков.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение точности при измерении расхода потока, состоящего из веществ различной плотности и теплопроводности. Это достигается тем, что дополнительно в течение фиксированного промежутка времени измеряют перегрев терморезисторов при работе в режиме термоанемометра, время, в течение которого каждый из теморезисторов имеет значение перегрева в пределах диапазона, характерного для каждого вещества, входящего в поток, и отношение этого времени ко всему фиксированному промежутку времени учитывают при определении расхода.
На фиг. 1 показано устройство, реализующее способ; на фиг. 2 изменение температуры перегрева терморезистора в многофазном потоке от времени; на фиг. 3 зависимость температуры перегрева от скорости потока.
Расходомер содержит измерительный участок, терморезисторы T1 и T2 и нагреватель Н между ними (фиг. 1).
Сущность изобретения состоит в следующем. Как известно, расход в калориметрическом расходомере, который рассматривается в данном случае пределяют по формуле
где М массовый расход; N подводимое тепло от нагревателя; Δt = t2-t1 - разность температур между терморезисторами T2 и T2; С - теплоемкость контролируемого вещества; K0 поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность распределения температур.
где М массовый расход; N подводимое тепло от нагревателя; Δt = t2-t1 - разность температур между терморезисторами T2 и T2; С - теплоемкость контролируемого вещества; K0 поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность распределения температур.
При контроле многофазного потока теплоемкость в зависимости от состава можно определять по формуле
где Сi массовая теплоемкость отдельного вещества; Xi - массовая доля; m число веществ, входящих в состав потока.
где Сi массовая теплоемкость отдельного вещества; Xi - массовая доля; m число веществ, входящих в состав потока.
Таким образом задача сводится к определению Xi, т.е. состава потока. Состав потока определяют следующим образом. Через терморезистор T2 пропускают ток больше той величины, которая была в режиме термометра, т.е. переводят в режим термоанемометра, и измеряют его перегрев относительно первого резистора, работающего в режиме термометра. Величина перегрева зависит от того, какое вещество омывает в данный момент времени резистор, и его скорости (фиг. 2). Чем больше теплопроводность вещества, тем меньше его перегрев при одинаковой скорости. На фиг. 2 это показано на примере смеси вода, нефть, газ, где теплопроводность воды наибольшая, нефти меньше, а газа еще меньше.
Для более точной оценки используем критериальное уравнение теплообмена
Nu= AR P (3)
где число Нуссельта; число Рейнольдса; число Прандтля; a коэффициент теплопередачи; d диаметр корпуса терморезистора; l,ν
соответственно коэффициенты теплопроводности и вязкости жидкости; С - теплоемкость жидкости (т.е. вещества, омывающего резистор); r плотность жидкости.
Nu= AR
где число Нуссельта; число Рейнольдса; число Прандтля; a коэффициент теплопередачи; d диаметр корпуса терморезистора; l,ν
соответственно коэффициенты теплопроводности и вязкости жидкости; С - теплоемкость жидкости (т.е. вещества, омывающего резистор); r плотность жидкости.
Уравнение теплопередачи
q = α(tп-to) (4)
где q плотность теплового потока, выделяемого на терморезисторе; tn температура перегрева; t0 температура потока.
q = α(tп-to) (4)
где q плотность теплового потока, выделяемого на терморезисторе; tn температура перегрева; t0 температура потока.
Уравнение неразрывности
Q=V•S (5)
где Q объемный расход; V средняя скорость потока.
Q=V•S (5)
где Q объемный расход; V средняя скорость потока.
Из уравнений (4), (3) следует зависимость перегрева от основных параметров
Так как в уравнении (3) в зависимости от режима потока и формы обтекаемого тела K ≈ 0,5 0,8; e ≈ 0,35 0,45; то видно, что перегрев (tn t0) зависит в основном от плотности теплового потока, теплопроводности и плотности жидкости, а также ее скорости.
Так как в уравнении (3) в зависимости от режима потока и формы обтекаемого тела K ≈ 0,5 0,8; e ≈ 0,35 0,45; то видно, что перегрев (tn t0) зависит в основном от плотности теплового потока, теплопроводности и плотности жидкости, а также ее скорости.
На фиг. 3 показан общий вид этой зависимости от скорости для разных веществ. Видно, что при достаточно малой скорости можно сделать величину перегрева однозначно связанной с конкретным веществом. Однако при большой скорости эта зависимость становится неоднозначной. Чтобы обеспечить эту скорость, надо, исходя из максимального расхода, сделать измерительный участок расходомера такой площади, чтобы, согласно уравнению (5), выполнялось условие
где Vmax максимальная скорость, определяемая из графика на фиг.3.
где Vmax максимальная скорость, определяемая из графика на фиг.3.
Рационально разместить измерительный участок горизонтально, т.к. при этом происходит расслоение веществ, входящих в поток, и сделать терморезисторы T1 и T2 состоящими из дискретно расположенных и независимо досоединенных участков T11 T1n и T21 T2n, что позволяет увеличить время нахождения каждого из терморезисторов в определенном веществе. Это увеличивает точность определения состава, т.к. сокращается время переходных процессов терморезисторов при смене их различных веществ потока (см. фиг. 2).
В результате долю каждого вещества можно определять по отношению времени нахождения данного участка терморезистора в данном веществе ко всему промежутку времени измерения и по количестве этих участков терморезистора, находящихся в данном веществе.
После этого определяют среднюю теплоемкость по формуле (2) и затем расход по формуле (1).
Claims (1)
- Способ измерения расхода многофазного потока, заключающийся в измерении разности температур терморезисторами в двух сечениях измерительного участка, между которыми подводят фиксированное количество тепла, отличающийся тем, что дополнительно измеряют в течение фиксированного промежутка времени перегрев терморезисторов при работе в режиме термоанемометра, время, в течение которого каждый из терморезисторов имеет значение перегрева в пределах диапазона, характерного для каждого вещества, входящего в поток, и отношение этого времени ко всему фиксированному промежутку времени учитывают при определении расхода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94024585A RU2087871C1 (ru) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Способ измерения расхода многофазного потока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94024585A RU2087871C1 (ru) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Способ измерения расхода многофазного потока |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94024585A RU94024585A (ru) | 1996-02-10 |
RU2087871C1 true RU2087871C1 (ru) | 1997-08-20 |
Family
ID=20157903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94024585A RU2087871C1 (ru) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Способ измерения расхода многофазного потока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2087871C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2516960A (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-11 | Zenith Oilfield Technology Ltd | Multiphase Flowmeter |
-
1994
- 1994-06-30 RU RU94024585A patent/RU2087871C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Цейтлин В.Г. Техника измерений расхода и количества жидкости, газов и паров. - М.: Комитет стандартов, 1968. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2516960A (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-11 | Zenith Oilfield Technology Ltd | Multiphase Flowmeter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4464932A (en) | Thermal mass flowmetering | |
US6125695A (en) | Method and apparatus for measuring a fluid | |
CN111094906B (zh) | 确定和/或监测可流动介质的流量的装置和操作其的方法 | |
JPS62185146A (ja) | 流体の状態の計測方法 | |
US3304766A (en) | Method for measuring two-phase fluid flow | |
EP0469649B1 (en) | Calorimeter | |
JPH07218308A (ja) | 流量測定装置 | |
US3613448A (en) | Fluid flow measuring apparatus | |
RU2087871C1 (ru) | Способ измерения расхода многофазного потока | |
US4475387A (en) | High temperature mass flowmeter | |
Huijsing et al. | Thermal mass-flow meter | |
RU201523U1 (ru) | Покомпонентный расходомер газожидкостной среды | |
RU2753155C1 (ru) | Тепловой расходометр жидкости | |
Tavoularis | Simple corrections for the temperature sensitivity of hot wires | |
RU2152599C1 (ru) | Теплосчетчик-расходомер | |
RU2752412C1 (ru) | Способ измерения расхода газожидкостного потока | |
SU1673940A1 (ru) | Способ комплексного определени теплофизических свойств жидкости | |
RU2066850C1 (ru) | Способ измерения массового расхода газа | |
RU2232379C2 (ru) | Способ компенсации влияния уровня температуры жидкости на входе измерительного канала теплового расходомера с датчиками теплового потока от наружной поверхности измерительного канала на результат измерения расхода жидкости | |
SU1681217A1 (ru) | Способ определени теплофизических характеристик жидкости | |
SU512375A1 (ru) | Тепловой расходомер | |
SU691760A1 (ru) | Термоанемометрическа система | |
SU285268A1 (ru) | Тепловой расходомер жидкости и пульпы | |
JP2771949B2 (ja) | 熱式流量センサ | |
RU2124187C1 (ru) | Теплосчетчик бушланова |