Способ определения расхода жидкой среды, протекающей по трубопроводу

Способ определения расхода жидкой среды, протекающей по трубопроводу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к приборостроению, может использоваться в нефтяной и других отраслях промышленности, связанных с измерением расходов жидких сред, транспортируемых по трубопроводам, и направлено на повышение точности измерений в условиях меняющейся плотности. Часть жидкости пропускают через У-образную трубку 4, установленную вертикально перед сужающим устройством 2, измеряют перепады давления в восходящем и нисходящем коленах У-образной трубки 4 между находящимися на одном уровне точками 5,6 и 7,8 и перепад давления на участке трубопровода 1 между У-образной трубкой 4 и сужающим устройством 2. Соотношение между указанными перепадами давлений поддерживают в соответствии с приведенным в формуле изобретения равенством. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (я) О О1 Г 1/ 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4182782/31-10 (22) 16.01,87 (46) 23.10.89. Бюл. Н 39 (71) Институт проблем освоения

Севера СО АН СССР (72) С.И ° Ивандаев (53) 681.121 ° 8 (088,8) (56) Лутошкин Г.С. и др. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. - М.:

Недра, 1983, с.29.

Лобачев Л.В. и др, Измерение расхода жидкостей и газов в системах водоснабжения и канализации. - M.:

Стройиздат, 1985, с,60. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА

ЖИДКОЙ СРЕДЫ, ПРОТЕКАИЩЕЙ ПО ТРУБО ПРОВОДУ (57) Изобретение относится к приборо" строению, может использоваться в неф2 тяной и других отраслях промышленности, связанных с измерением расходов жидких сред, транспортируемых по трубопроводам, и направлено на повышение . точности измерений в условиях меняющейся плотности. Часть жидкости пропускают через U-образную трубку 4, установленНую вертикально перед сужающим устройством 2, измеряют перепады давления в восходящем и нисходящем коленах U-образной трубки 4 между находящимися на одном уровне точками 5, 6 и 7, 8 и перепад давления на участке трубопровода 1 между Uобразной трубкой 4 и сужающим устройством 2. Соотношение между указанны" ми перепадами давлений поддерживают в соответствии с приведенным в форму ле изобретения равенством. 1 ил.

1516790

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в нефтяной промышленности и других отраслях народного хозяйства свяt

5 занных с измерением расходов жидких сред, транспортируемых по трубопроводам, Цель изобретения — повышение точности и оперативности измерений в условиях меняющейся плотности.

Сущность способа заключается в следующем.

Часть жидкостИ пропускают через

U-образную трубку, установленную вер- 1 тикально выше или ниже оси трубопровода. При этом в коленах U-образной трубки измеряют давления Р>, Р, Р7 и Рц на участках гидравлически стабилизированного течения длиной H. 20

Измерение перепадов давлений в коленах U-образной трубки дает возможность определить плотность жидкой среды, а следовательно, объем1 ный и массовый расходы жидкости. Измерения перепадов давления на сужающем устройстве и плотности в U-îáðàç,ной трубке проводятся в разных сечениях потока. Этот факт в условиях быстро меняющейся плотности может .30 давать погрешность.

Характерное время прохождения жидкости через U-образную трубку (время обновления жидкости в трубке) Д 1.„

= 1 /V, где 7.„ - длина U-ohpaзной трубки, а V„ скорость жидкости в ней.

Если частица жидкости, не попадая в U-образную трубку, движется по трубе измерительного участка, то эа вре- !и мя в = 1./V, где 1. — расстояние между

U-образной трубкой и сужающим устройством, а V — скорость жидкости в трубе, она доходит до сужающего устройства. Если 4 с = и с, то измеритель плотности будет давать плотность порции жидкости, которая в момент измерения проходит сужающее устройство.

Таким образом, необходимо соблюдение соотношений

V T. или --- = — — (1)

1 и

Найдем теперь соотношение между скоростями и V„ . Перепады давления от трения на длинах 1, в трубе и Н в

U-образной трубке можно записать в виде г.

Р„, = (Rå)

Т, Т!

«vv

=Л (к ) — -у

L Г

Из формул следует

) Р, 4Ла. + Z=a P + Р

Подставляя это в (2) и используя (1), окончательно получим, что при измерении плотности жидкой частицы, проходящей через сужающее устройство, необходимо выполнение соотношения

2 (-- )

T, T. и 1,25 (— -)

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа.

На трубопроводе 1 установлено сужающее устройство 2 с дифференциальным манометром 3. Трубопровод 1 соединен с вертикальной U-образной трубкой 4 с датчиками 5-8 давления и регулирующим вентилем 9. Между точками подсоединения U-образной трубки на трубопроводе 1 установлен делитель

10 потока. Датчики 5-6 давления подключены к дифференциальному манометру 1 соединительными линиями 12, а датчики 7 и 8 давления — к дифференциальному манометру 13 соединитель-! ными линиями 14 . Между делителем

10 потока и сужающим устройством 2 на трубопроводе 1 установлены датчики 14 и 15 давления, подключенные соединительными линиями 16 к дифференциальному манометру 17.

При работе устройства жидкая сре-, да по трубопроводу 1 проходит через делитель 10 потока, через участок стабилизированного потока длиной 1. где Re и Re„ - чйсла Рейнольдса в трубе и в U-образной трубке. Считая, что при реальных условиях работы труь бопроводов числа Рейнольдса менее 10 и для вычисления Я можно использовать формулу Блазиуса, получим

ЬР, Ч d " T. d V — — ц — -) -- - — — (- — ) = аР, V В Й Л V

---=( уИ

,zs

= --- (- — ) (- — ) (2)

Н D V

5 и сужающее устройство 2. Перепад давления a P на сужающем устройстве

2 измеряется дифференциальным манометром 3, При помощи датчиков.14 и

15 дифференциальным манометром 17 измеряется перепад давления 4 P „ на участке стабилизированного потока длиной 1.. За счет перепада давления на делителе 10 потока часть жидкой среды поступает в колено U-образной трубки, проходит ее и снова поступает в трубопровод 1 эа делителем 10 потока. При этом с помощью датчиков 5,6 и 7,8 давления и дифференциальных манометров 11 и 13 измеряются соответственно перепады давления а Р. и а Р на участках стабилизированного потока длин .й Н, Расчет расходов проводится по измеренным д Р, Р и ь Р по приведенным в формуле йзобретения выражением. Требуемое соотношение (3) между перепадами давления устанавливается с помощью регулирующего вентиля 9, При изменении расхода жидкой среды перепад давления на делителе

10, а спедовательно, и íà U-образной трубк"., изменяется пропорциональн, V2, гл 7 - :корость среды в трубопроводе 1, СоответсгBc íío квадрвг скорост. V„, изменяется пропорционально перепаду давления на (,-áðàýной тр бке., Таким образом, при измерении расходов соотношение (д Р -,, + 5 Р )/д Р будет оставаться пос)о-, 7-8 1 я. янным, Ф о и и у л а и з о б р е - e н и я

Сппс б овредепения расхода жидкой среды. протекающей по трубопроводу, заключающийся в том, что измеряют и.-".реп» давлений на сужающем устройстве и плотность, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения тоности и оперативности измерений в условиях меняющейся плотности, часть жидкости пропускают через

U-образную трубку, установленную вертикально перед сужающим устройством, измеряют перепады давления в восходящем и нисходящем коленах U-образной трубки между находящимися на одном уровне точками и перепад раепеДР . + Р 1 гтУ Н 1 с а обьемный и массовый расходы вычисляют соответственно по формулам

2/Г дн

" 6 Рт-к где ьР перепады давления в восходящем и нисходящем коленах U-образной трубки;

- перепад давления на участке трубопровода между Uобразной трубкой и сужающим устPoI1CT8OM °

- длина U-обраэнотрубки;

- длина участка между U-образной трубкой и сужающим устройством;

- длина U-образной трубки между точками отбора давлений; диаметр U-образной трубки;

- диаметр трубопро вода;

- коэффициент расхода сужающего устройства;

" площадь его проходного сечения;

- перепад давления на сужающем устройстве;

- ускорение свободного падения, 25

40

6 ния на участке трубопровода между

U-образной трубкой и сужающим устрой ством, при этом поддерживают соотно5 шение между перепадами давления в <оленах 13-образной трубки и на участке трубопровода согласно равенству