Способ определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров

Способ определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ТУРБИННЫХ РАСХОДО МЕРОВ, включающий регистрацию расхода жидкости по-частоте следования сформированных импульсов магнитоиндукционного преобразователя и опреде иеияе момента наступления закритического режима турбинного расходомера, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности распознавания устойчивого и неустой ивого режимов и повышения точности распознавания закритического-режима, сформированньй сигнал с магнитоиндукционного преобразователя подвергают непрерывно времяпериодной селекции и при фиксированном значении расхода производят кратковременное варьирование расходом (уменьшение или увеличение на 2-10%), измеряют девиацию фронтов импульсов в. выходном сигнале расходомера и по знаку приращения величины девиации в зависимости от знака приращения расхода определяют режим работы расходомера, при этом несовпадение знаков приращений девиации фронтов импульсов и расхода квалифицируют как устойчивый режим, совпадение - как неустойчивый, а постоянство значения девиации фронтов импульсов - как закритический режим работы расходомера.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) за) G О1 Р 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3499866/18-10 (22) 09.08.82 (46) 15.07.84. Бюл. N 26 (72) С.М.Вдовин (53) 681.121.8(098.8) (56) 1. Цейтлин В.Г. Техника измерения расхода и количества жидкостей,: газов и паров. М., Изд-во стандартов, 1981, с. 71.

2. Бетчелюр Дж. Введение в динамику жидкости. N., "Мир", 1973, с. 596597.

3. Измерение жидких углеводородов с помощью систем расходомеров.

ВНИИОЭНГ.; Лаборатория анализа и обобщения научно-технического сотрудничества с зарубежными странами. Перевод У 1015, M., 1975, с. 13 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ТУРБИННЫХ РАСХОДОМЕРОВ, включающий регистрацию расхода жидкости по частоте следования сформированных импульсов магнитоиндукционного преобразователя и опреде ение момента наступления закритического режима турбинного расходомера, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности распознавания устойчивого и неустойчивого режимов и повышения точности распознавания закритического. режима, сформированный сигнал с магнитоиндукционного преобразователя подвергают непрерывно времяпериодной селекции и при фиксированном значении расхода производят кратковременное варьирование расходом (уменьшение или увели-. чение на 2-107), измеряют девиацию фронтов импульсов в выходном сигнале расходомера и по знаку приращения g

O. величины девиации в зависимости от знака приращения расхода определяют режим работы расходомера, при этом несовпадение знаков приращений девиации фронтов импульсов и расхода квалифицируют как устойчивый режим, совпадение — как неустойчивый, а постоянство значения девиации фронтов импульсов — как закритический режим работы расходомера.

1103149

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в частности для определения гидродинамических режимов работы турбинных расходомеров, установленных на магистральных нефтепроводах для учета расхода перекачиваемой нефти.

Известно, что при изкерении объемных расходов жидкостей турбинными расходомерами из-за непостоянства харак-10 тера взаимодействия потока с лопатками турбинки угловая скорость, по которой судят о расходе, не остается постоянной и имеет различную величину отклонения от скорости потока при различных гидродинамических режимах работы турбинных преобразователей расхода (1J .

В зависимости от формы поля потока и его гидродинамического характера различают три гидродинамических режима работы турбинного расходомера: устойчивый, неустойчивый и закритический (кавитационный). Из-за недостоверности измерительной информации в неустойчивом режиме погрешность измерения расхода может достигать нескольких процентов, в закритическом (кавитационном) режиме работы турбинного преобразователя погрешность из- З0 мерения турбинным счетчиком может достигать нескольких десятков процентов.

Известен способ определения закритического режима работы турбинного З5 расходомера по характерному шуму, который основан на том, что появление каверн в потоке жидкости сопровождается характерными шипящими шумами (2) .

Однако данный способ позволяет. on-40 ределить лишь конечную стадию закритического режима, сопровождаемую интенсивным схловыванием каверн в жидкости и в связи с этим резким возрастанием шума. Данныи способ так -45 же не позволяет определить начало закритического режима, особенно при вихревой и пленочной формах кавитации и не может быть использован для определения устойчивого и неустойчи- 0 вого режимов работы турбинного расходомера.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения гидродинамических режимов турбинных расхо- 55 домеров, включающий регистрацию рас" хода жидкости по частоте следования сформированных импульсов магнитоин" дукционного преобразователя и определение момента наступления закритического режима турбинного расходомера по перепаду давления на расходамере и давлению насыщенных паров (31.

Однако известный способ не позволяет определить устойчивый и неустойчивый гидродинамические режимы работы турбинного расходомера, а следовательно, и истинную достоверность измерительной информации на докритических режимах работы турбинных расходомеров.

Кроме того, способ весьма трудоемок из-за необходимости дополнительного измерения перепада давления на турбинном расходомере и давления насыщенных паров.

Цель изобретения — обеспечение возможности распознавания устойчивого и неустойчивого режимов и повышения точности распознавания закритического режима.

Цель достигается тем, что согласно способу определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров, включающему регистрацию расхода жидкос";и но частоте следования сформированных импульсов магнитоиндукционного преобразователя и определение момента наступления закритического режима турбинного расходомера, сформированный сигнал с магнитоиндукционного преобразователя подвергают непрерывно времяпериодной селекции и при фиксированном значении расхода производят кратковременное варьирование расходом (уменьшение или увеличение на

2-10Ж), измеряют девиацию фронтов импульсов в выходном сигнале расходомера и по знаку приращения величины девиации в зависимости от знака приращения расхода определяют режим раббты расходомера, при этом несовпадения знаков приращений девиации фронтов импульсов и расхода квалифицируют как устойчивый режим, совпадение— как неустойчивый, а постоянство.значения девиации фронтов импульсов— как закритический режим работы расходомера.

На фиг. 1 представлен вариант устройства, реализующего спооб определения гидродинамических режимов турбинных расходомеров, на фиг. 2 — эпюры сигналов, снимаемых с магнитоиндукционн.:го преобразователя совместно с формирователем, на фиг. 3 — области гидродинамических режимов работы тур1103149 бинного расходомера в диапазоне его работы.

Устройство, реализующее способ определения гидродинамического режима работы турбинных расходомеров, содержит трубопровод 1, в котором установлен турбинный расходомер 2 с магнитоиндукционным датчиком совместно с формирователем (ИИД) 3, сигнал, с которого подаются на вторичную аппаратуру 4 регистрации расхода и электронный осциллограф 5 для одновременного измерения девиации фазы сигнала с МИД.

Устройство работает следующим образом.

Пропускают жидкость по трубопроь. = ду 1. Через турбинный расходомер 2 подают сигнал с МИД 3 по вторичную аппаратуру 4 и измеряют расход, одно- 2О временно подают сигнал с ИИД на осциллограф 5, синхронизируют и разворачивают его на экране таким образом, чтобы по делениям мерной сетки можно было измерить девиацию фазы переднего или заднего фронтов одиночного импульса с ИИД (фиг. 2).

Расход жидкости, протекающей через расходомер, уменьшают или увеличивают на 2-10Х, измеряя при этом де- 30 виацию фронтов импульсов в выходном сигнале расходомера, и по знаку приращения величины девиации в зависимос ти от знака приращения расхода определяют режим работы расходомера. Устойчивый режим работы расходомера определяют, когда знаки приращений расхода и девиации фронтов импульсов несовпадают, т.е. при увеличениии значения расхода девиации фазы сигналов уменьшается. Неустойчивый режим работы определяют, когда совпадают знаки приращений расхода и девиации фронтов импульсов. Закритический (кавитационный) режим работы расходомера характеризуется тем, что величина девиации фронтов импульсов имеет постоянное значение.

При работе турбинного расходомера при постоянных параметрах жидкости, таких как давление и температура жидкости, но переменном расходе, исполь. зуют технологическую карту гидродинамических режимов работы турбинного расходомера (фиг. 3).

Технологическая карта гидродинамических режимов работы турбинных расходомеров строится IIo результатам исследований в их рабочем диапазоне измерений путем постепенного уменьшения расхода от максимального до минимального значения, который измеряет расходомер.

Данный способ позволяет оперативно в реальном масштабе времени, без нарушения трубопровода измерительной линии и усложнения рагистрирующей аппаратуры определять гидродинамические режимы работы турбинного расходомера.

Годовой экономический эффект от внедрения данного способа определения гидродинамических режимов работы турбинных расходомеров за счет возможности распознавания их режимов работы для турбинного расходомера, установленного в трубопроводе диаметром

400 мм с нефтью, около 5 млн. руб.

1103149

Qadi n

Составитель В.Андреев

Техред А. Ач Корректор 0 Тигор

Редактор В.Ковтун

Заказ 4971/33 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПЛП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4