способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси
Классы МПК: | G01N11/08 с измерением давления, необходимого для создания заданной скорости истечения |
Патентообладатель(и): | Мануков Эдуард Сергеевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-10-10 публикация патента:
27.07.1997 |
Использование: для определения коэффициента вязкости. Сущность изобретения: способ включает измерения параметра сигнала турбинного преобразователя - частоты импульсов, полного напряжения трения на стенке, разности давлений, действующего на турбинке турбинного преобразователя расхода и плотности потока и расчет вязкости по приведенной формуле. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, включающий измерение параметра сигнала турбинного преобразователя расхода частоты импульсов, определение коэффициента вязкости расчетным путем, отличающийся тем, что дополнительно измеряют полное напряжение трения на "стенке" и разность давлений, действующие на турбине турбинного преобразователя расхода, плотность потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, а коэффициент вязкости определяют по формуле![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-7t.gif)
где
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-8t.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-9t.gif)
no const пороговая частота преобразования ЭДС индукции в частоту импульсов турбинного преобразователя расхода;
nf частота импульсов выходного сигнала турбинного преобразователя расхода;
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-10t.gif)
Z количество лопастей турбинки;
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085005/964.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085023/916.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085009/931.gif)
rтр - плотность потока жидкости, газа и газожидкостной смеси при текущих значениях температуры (индекс "т") и избыточного давления (индекс "р"),
соответствующей обработкой в едином масштабе времени измерительной информации в процессе микроЭВМ.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике измерения вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, в частности к способам измерения коэффициента вязкости сырой нефти в автоматических системах управления процессами добычи и транспортирования нефти, попутного газа и нефтегазовых смесей, а также в технологических линиях контроля продукции в других отраслях промышленности. Известны способы измерения коэффициента вязкости жидкости, основанные на использовании эффектов проявления свойств вязкости при взаимодействии роторов различных конструкций с жидкостью [1]Эти способы измерения коэффициента вязкости жидкости используют принципы измерения моментов сопротивления роторов, погруженных в ванну с жидкостью, и приводимые в движение двигателем с постоянным крутящим моментом. Недостатком этих способов является значительная погрешность при измерении незначительных моментов сопротивления, а также существенное ограничение по статическим условиям измерений в среде неподвижной жидкости. В качестве прототипа, наиболее близкого аналога, выбран способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости с помощью турбинных расходомеров, включающий измерение частоты импульсов параметра выходного сигнала с двух последовательно соединенных в замкнутом автономном гидравлическом контуре турбинных расходомеров, приводимых в действие с помощью перекачивающего жидкость регулируемого насоса, а также вторичных измерительных преобразователей и блоков обработки выходного сигнала для представления результата в именованных единицах коэффициента вязкости [2]
Недостаток известного способа заключается в следующем. Коэффициент вязкости жидкости определяется расчетным путем из выражения
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085003/957.gif)
получаемого в результате решения двух условных уравнений для расхода потока (по числу турбинных расходомеров в замкнутом гидравлическом контуре) вида Q = mf+n
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085003/957.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-2t.gif)
определяют посредством статистических поверок или другими аналитическими калибровками коэффициента вязкости жидкости по измеряемым частотам fj и fi импульсов с соответствующего турбинного расходомера. Константы процесса A, B и C при этом удовлетворяют лишь конкретным условиям калибровки и не могут обладать свойством инвариантности при изменении этих условий, что обусловливает значительные погрешности способа. Целью изобретения является повышение точности способа. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, включающем измерение частоты nf импульсов в качестве параметра выходного сигнала турбинного преобразователя, дополнительно измеряют полное напряжение трения на "стенке"
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085005/964.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085023/916.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085009/931.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-3t.gif)
где
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-4t.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-5t.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085904/2085904-6t.gif)
z количество лопастей турбинки. При реализации способа отпадает необходимость использования двух турбинных преобразователей автономно от технологической линии контроля, замкнутого гидравлического контура с перекачивающим контролируемую жидкость насосом и оборудованием регулировки производительности насоса, поскольку определение коэффициента вязкости потока основано на измерении ряда параметров процесса, полностью характеризующих картину молярного гидродинамического взаимодействия контролируемого потока с турбинкой преобразователя. Это позволяет исключить погрешности, свойственные способу-прототипу. Способ осуществляется следующим образом. Измеряют частоту импульсов nf турбинного преобразователя, полное напряжение трения на "стенке"
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085005/964.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085023/916.gif)
![способ измерения коэффициента вязкости потока жидкости, газа и газожидкостной смеси, патент № 2085904](/images/patents/387/2085009/931.gif)
Класс G01N11/08 с измерением давления, необходимого для создания заданной скорости истечения