RU2589454C1 - Способ измерения вязкости газа - Google Patents
Способ измерения вязкости газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2589454C1 RU2589454C1 RU2015111559/28A RU2015111559A RU2589454C1 RU 2589454 C1 RU2589454 C1 RU 2589454C1 RU 2015111559/28 A RU2015111559/28 A RU 2015111559/28A RU 2015111559 A RU2015111559 A RU 2015111559A RU 2589454 C1 RU2589454 C1 RU 2589454C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- gas
- viscosity
- time
- gases
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технической физики, в частности к способам измерения вязкости газов, и может найти применение в различных отраслях промышленности и в лабораторной практике. Способ измерения вязкости газов реализуется путем его отбора и заполнения им емкости, пропускания через капилляр при постоянном перепаде давления, измерения времени изменения давления в емкости на заданную величину. При этом дополнительно изменяют объем емкости, измеряют давления до и после дросселя и о вязкости газа судят по произведению давления и времени истечения газа на момент достижения давлением в емкости заданного значения. Техническим результатом является повышение точности и надежности, а также обеспечение возможности проводить анализ газовых сред при давлениях, близких к атмосферному, без использования специальных побудителей расхода газа и регуляторов. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технической физики, в частности к способам измерения вязкости газов η, и может найти применение в различных отраслях промышленности и в лабораторной практике.
Известен способ измерения вязкости газов (см. Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. - Москва.: Недра, 1973. с. 122-126), согласно которому газ с постоянным расходом пропускают через капилляр, измеряют перепад давления на нем, по которому судят о вязкости.
Недостатком такого способа является невысокая точность измерения, связанная с влиянием плотности газа на результат измерений.
Наиболее близким по совокупности признаков является способ измерения вязкости, реализованный в устройстве (а.с. СССР №972325, МПК G01N 11/06), в котором отбирают пробу газа, пропускают его при постоянном перепаде давления через капилляр, измеряют время изменения давления до капилляра на заданную величину, по значению которого судят о величине вязкости.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является недостаточная точность измерения вязкости газа.
Цель изобретения - повышение точности измерения путем снижения методической ошибки и обеспечения возможности измерения вязкости газа при давлениях, близких к атмосферному.
Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения вязкости газов путем отбора и заполнения им емкости, пропускания его через капилляр при постоянном перепаде давления, измерения времени изменения давления в емкости на заданную величину дополнительно изменяют объем емкости, измеряют давления до и после дросселя и о вязкости газа судят по произведению среднего давления и времени истечения газа на момент достижения давлением в емкости заданного значения.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ измерения вязкости газа.
Газ на анализ поступает на вход 1 трехходового крана 2, к входу 3 которого подключена емкость 4 переменного объема с поршнем 5. К входу 6 крана 2 присоединены манометр 7, вход 8 крана 9 и камера 10 повторителя давления 11. В камере 10 размещена пружина 12 и винт 13 для ее сжатия. К входу 14 крана 9 подключен вход капилляра 15, вход которого соединен с камерой 16 повторителя 11. В камере 16 размещена пружина 17 и сопло 18, связанная с атмосферой. Поршень 5 снабжен штоком 19. Между камерами 10 и 16 повторителя 11 размещена мембрана 20. К камере 16 подключен манометр 21.
Реализация способа осуществляется следующим образом. В начальный момент времени трехходовой кран 2 переводят в состояние, при котором линия подвода газа на анализ соединяется с полостью емкости 4 переменного объема, поршень 5 в которой занимает крайнее нижнее положение. Кран 9, установленный на входе капилляра 15, закрыт. Отбор газа осуществляют путем перемещения поршня 5 до уровня Н0. Состояние газа, поступившего в емкость 4, описывается уравнением
где Р0 - абсолютное давление газа в емкости 4, имеющей начальный объем V0, после отбора анализируемого газа; Θ0 - количество газа; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура газа.
После этого кран 2 переводят в состояние, при котором емкость 4 соединяется с манометром 7 и камерой 10 повторителя 11. Газ сжимается за счет перемещения поршня 5 с помощью штока 19 до заданного уровня Н1. Объем емкости 4 уменьшится на величину ΔV, а давление Р0 - увеличится на ΔР.
Состояние газа изменится и уравнение (1) примет вид
(P0+ΔP)(V0-ΔV)=Θ0RT,
так как Р0+ΔР=Р4н - давление в емкости 4 на начало измерений,
V0-ΔV=V4н, то
Из (1) и (2) на основании закона Бойля-Мариотта, т.е. при условии Θ0RT=const,
Из (3)
Процесс измерения начинается после открытия крана 9 и включения секундомера (на чертеже не показан). Давление Р4н на входе капилляра 15 в начальный момент времени t0 фиксируют. Анализируемый газ проходит через капилляр 15 в камеру 16 повторителя 11, а далее через сопло 18 в атмосферу. Перепад давления на капилляре 15 в процессе измерения поддерживается на заданном уровне с помощью повторителя 11.
В состоянии равновесия повторителя 11 сила F10=FP10+Fпр12, действующая на мембрану 20 со стороны камеры 10, равна силе F16=FP16+Fпр17, действующей со стороны камеры 16, где FP10=P10S - сила, возникающая при действии давления Р10 на мембрану 20 повторителя площадью S; FP16=P16S - сила, возникающая при действии давления Р16 на мембрану 20 повторителя площадью S; Fпр12=c12Δl и Fпр17=с17Δl - силы от действия сжатых пружин 12 и 17 с жесткостями с12 и с17, соответственно, при деформации на величину Δl.
В состоянии равновесия
F16=F10 или P16S+c17Δl=P10S+с12Δl, откуда
или
Р10-P16=(с12-с17)Δl/S.
Величина Δl настраивается при помощи элемента настройки 13 повторителя 11 со сдвигом.
Так как Р10-Р16=const, то расход газа G15 по капилляру 15 с проводимостью α=const
G15=α(Р10-Р16)
будет постоянным, что является необходимым условием для осуществления измерительного процесса.
При истечении газа из емкости 4 давление Р4н уменьшается. Истечение газа, а следовательно, и процесс измерения, прекращается как только Р4н-Р4к=Рзад, где Р4к - давление в емкости 4 в момент времени tк. При этом фиксируют значения давлений Р10 и Р16 в камерах 10 и 16 повторителя 11, а также время tк. В конце процесса истечения из емкости 4 заданного количества газа ΔΘ=G15Δtк его состояние будет описываться уравнением
Δtк=(tк-t0) - время процесса истечения, при t0=0 Δtк=tк.
Вычитая из (1) уравнение (4) получим
PзадV4н=G15ΔtкRT, откуда
Расход газа G15 при его ламинарном течении по капиллярной трубке 15 определяется по формуле Пуазейля для сжимаемой жидкости (см., например, Ибрагимов И.А., Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Элементы и системы пневмоавтоматики. - М.: Высш.шк., 1985.)
где d, l - диаметр и длина капилляра 15 соответственно; η - динамическая вязкость газа.
Подставляя значение G15 из (6) в (5), получим
Учитывая, что и - среднее давление на момент времени tк, которое не является постоянной величиной и уменьшается с увеличением времени истечения,
В процессе измерения
поэтому
Суть рассмотренного способа измерения вязкости газа состоит в том, что газ пропускают через капилляр 15, фиксируют давление Р4н в момент времени t0 и давление Р4к в момент времени tк, за которое давление в емкости 4 изменится на заданную величину Рзад, после чего измеряют среднее давление на дросселе 15 и время tк, по произведению которых определяют значение контролируемой величины.
Предложенный способ измерения вязкости газа позволяет проводить анализ газовых сред без использования специальных побудителей расхода газа и регуляторов. В предложенном способе отбор газа на анализ может осуществляться при давлениях, близких к атмосферному. В способе исключена методическая погрешность, вызванная изменением среднего давления на концах капилляра. Способ экономичен, его реализация проста, надежна и позволяет повысить точность измерений.
Claims (1)
- Способ измерения вязкости газов путем его отбора и заполнения им емкости, пропускания через капилляр при постоянном перепаде давления, измерения времени изменения давления в емкости на заданную величину, отличающийся тем, что изменяют объем емкости, измеряют давления до и после капилляра и о вязкости газа судят по произведению среднего давления и времени истечения газа на момент достижения давлением в емкости заданного значения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111559/28A RU2589454C1 (ru) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Способ измерения вязкости газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111559/28A RU2589454C1 (ru) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Способ измерения вязкости газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2589454C1 true RU2589454C1 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=56371184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015111559/28A RU2589454C1 (ru) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Способ измерения вязкости газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2589454C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215195U1 (ru) * | 2022-05-25 | 2022-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Установка для определения вязкости газов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU930073A1 (ru) * | 1980-04-03 | 1982-05-23 | Среднеазиатский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Ирригации Им.В.Д.Журина | Способ измерени состава газов |
SU972325A1 (ru) * | 1981-03-23 | 1982-11-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Устройство дл измерени в зкости |
SU1075119A1 (ru) * | 1982-06-24 | 1984-02-23 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Способ определени в зкости газов |
HU215315B (hu) * | 1994-01-07 | 1998-11-30 | MOL Magyar Olaj- és Gázipari Rt. | Berendezés folyadékok, illetve folyadék-gáz rendszerek viszkozitásának mérésére nagy nyomáson és magas hőmérsékleten |
US7422625B2 (en) * | 2004-03-04 | 2008-09-09 | Perkinelmer Las, Inc. | Methods and systems for characterizing a sorbent tube |
-
2015
- 2015-03-30 RU RU2015111559/28A patent/RU2589454C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU930073A1 (ru) * | 1980-04-03 | 1982-05-23 | Среднеазиатский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Ирригации Им.В.Д.Журина | Способ измерени состава газов |
SU972325A1 (ru) * | 1981-03-23 | 1982-11-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Устройство дл измерени в зкости |
SU1075119A1 (ru) * | 1982-06-24 | 1984-02-23 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Способ определени в зкости газов |
HU215315B (hu) * | 1994-01-07 | 1998-11-30 | MOL Magyar Olaj- és Gázipari Rt. | Berendezés folyadékok, illetve folyadék-gáz rendszerek viszkozitásának mérésére nagy nyomáson és magas hőmérsékleten |
US7422625B2 (en) * | 2004-03-04 | 2008-09-09 | Perkinelmer Las, Inc. | Methods and systems for characterizing a sorbent tube |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215195U1 (ru) * | 2022-05-25 | 2022-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Установка для определения вязкости газов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103616322B (zh) | 低渗透岩石渗透率非稳态测定方法 | |
CN206609743U (zh) | 水驱气藏水侵动态储量损失实验测试*** | |
CN104677771B (zh) | 一种基于磁悬浮重量法确定页岩孔隙度的方法 | |
CN103257089A (zh) | 压力脉冲测量装置及利用其测量基质和裂缝渗透率的方法 | |
US3435665A (en) | Capillary viscometer | |
Schrank et al. | Measurements of air absorption and air release characteristics in hydraulic oils at low pressure | |
US9255871B2 (en) | Measuring process of dynamic viscosity of heavy live crude from the reservoir pressure up to atmospheric pressure, including bubble point pressure, based on an electromagnetic viscometer | |
CN106885762A (zh) | 基于电容检测的闭环液滴微流控*** | |
CN109342271B (zh) | 一种基于微量样品测量的毛细管粘度测试方法 | |
RU2589454C1 (ru) | Способ измерения вязкости газа | |
CN103674800B (zh) | 一种低渗透岩样渗透率的测量装置及其测量方法 | |
US20160341645A1 (en) | Inline multiphase densitometer | |
CN104764503B (zh) | 流体微流量自动计量装置 | |
CN103868839A (zh) | 一种非常规岩心超低渗透率的全自动测试方法和*** | |
CN204594519U (zh) | 流体微流量自动计量装置 | |
RU2354823C1 (ru) | Комбинированный способ определения влагосодержания продукции газовых скважин и устройство для его осуществления | |
RU2601615C1 (ru) | Способ определения объема негерметичной емкости | |
RU2629030C1 (ru) | Устройство для определения фазовых проницаемостей | |
RU164946U1 (ru) | Устройство для измерения параметров маловязких и вязких текучих сред в трубопроводе | |
DE102007049501B4 (de) | Messvorrichtung zur Bestimmung von Gasmengen und Gasströmen | |
RU2434223C1 (ru) | Способ измерения проницаемости материалов | |
RU63936U1 (ru) | Устройство для определения давления насыщенных паров, содержания свободных и растворенных газов в нефти и нефтепродуктах | |
RU2662502C1 (ru) | Турбулентный реометр | |
CN206891904U (zh) | 一种室内致密油岩心室内流动实验的装置 | |
RU2755590C1 (ru) | Способ определения смачиваемости горной породы флюидом |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170331 |