Дифференциальный способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа

Дифференциальный способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

702267

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>. j в (61) Дополнительное к авт. свкд-ву

)М. Кл, Я 01 N 9/ОО (22) Заявлено 16.02.77 (21) 2453114/1 с присоединением заявки М

ПвудерстеааЫ1 квювтвт

СССР ве даат вмбратений в вткрытвв (23 ) Приоритет

Опубликовано 05.12.79. Бюллетень М

УД К 665.612. .3(088.8) Дата опубликования описания 07.12.

В; А. Щуровский, С. П. Зарицкий и Т. Н. Садомцева (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов "ВНИИГАЗ (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

СЖИМАЕМОСТИ PEAIIbHCYO ПРИРОДНОГО ГАЗА

Изобретение относится к области определения и контроля физических свойств и параметров веществ в технологических процессах и, в частности, к способам определения коэффициента сжимаемости реального природного газа.

Известен способ определения коэффициента сжимаемости реального газа путем заполнения заданным количеством газа пьеэометра постоянного объема н иэ10 мерения давления и температуры с последующим вычислением коэффициента сжимаеьюсти (11.

Известный способ требует постановки сложного и тонкого эксперимента дття до- стижения высокой точности измеряемых параМетров, компенсации деформаций от температуры и давления, компенсации погрешностей балластного объема и др. и поэтому реализуется на ограниченном ко- личестве природных газов, . а распространение полученных результатов на-"другие гаэы осуществляют с помощью методов.термодннамического подобия, что снижа ет точность способа.

Наиболее близким техническим решением является способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа, основанный на измерении полного давления и температуры газового потока до и после дросселирования с последующим вйчислением коэффициента сжимаемости $2).

Однако, данный способ является сложным в реализации и недостаточно точным из-за необходимости измерения теплоемкости газа, необходимости получения промежуточных зависимостей путем многократных измерений в широком диапазоне параметров и математической обработки результатов измерений.

Цель предлагаемого изобретения — повышение точности и упрощение технолоl гии определения кбэффициента сжимаемости. /

Для этого поток дросселипуют цо атмосферного давления, нагревают до темпер»

4 1

> 2 Р2

Т+

Т>

При этом принимается, что коэффчциент сжимаемости газа после дросселирования и нагрева 2 = 1.

В общем это абсолютно справедливо для идеального газа (при условии Р wO - ) ..

При атмосферном давлении и температуре 15-20 С коэффициент сжимаемости природного газа составляет « = 0,999, т.е. принятие указанного допущения вносит незначительную по грешность — О, 1%.

Дальнейшее повышение температуры и снижение давления нецелесообразно, так как даже незначительное повышение точности в этом случае сопряжено с существенным усложнением реализации предлагаемого способа (необходимость вакуумных систем, высокотемпературных нагреютелей и т.д.) и с усложнением технологии определения коэффициента сжимаемости.

Конкретное значение температуры нагрева газа в пределах указанного диапазона может быть определено по стабилизации значений коэффициента сжимаемости, полученных согласно предлагаемому спо3 7022 ратуры 15-20 С, после чего измеряют перепады давлений на локальных сужениях газового тракта до зоны дросселирования и после зоны нагрева, а коэффициент сжимаемости определяют. из формулы: где аС,,, „, о 2, à — коэффициент расхода и площадь узкого сечения локального сужения газового тракта до зо/ ны дросселирования » и после зоны наР„Т, Р, Т вЂ” полные давление и температура до зоны дросселирования и после зоны нагрева; ьР >Р— перепад давлений

11 2 на сужениях тракTQ до зОны дроссе- » лирования и после зоны нагрева.

Указанные значения давлении после дросселирования и температуры нагрева соответствуют состоянию газа, близкому к идеальному.

На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый дифференциальный способ определения коэффициента сжимаемости реального природнор> газа. 3» устройство содержит размещенные в трубопроводе 1 дроссель 2 и подогрератель 3 газа. Перед дросселем 2 и за подогревателем 3 расположены, образующие локальные сужения газового тракта мерные диафрагмы 4. На каждой диафрагме

4 предусмотрен замер перепада давлений дифференциальным манометром 5, а перед каждой диафрагмой 4 — замер полных давлений и температуры соответственно ма4» нометрами 6 и;теРмоэлект, Рическими тер- мометрами 7. Локальные сужения могут быть образованы и мерными нормальными соплами, а также соплами и трубами Веитури.

»О

При работе устройства отбираемый из газопровода или аппарата по трубопроводу 1 газ высокого давления проходит последовательно Манометр 6, термометр 7, мерную диафрагму 4, затем дросселируется в дросселе 2 до атмосферного давления с сушественным понижением температуры. Затем поток газа нагревают. в по87 4 лог>>евателе3 греющим агентом до температуры 15-20 С (выхлопными газами о тепловых двигателей, горячей водой системы отопления, путем электронагрева и т.д.), после чего он, пройдя манометр 6, термометр 7 и мерную диафрагму 4, выбрасывается в окружающую среду. По показаниям манометров 6, термометров 7 и дифференциальных манометров 5 определяют полные давления p+ р" темцератук I 1> 2 ры Т„-Т" и перепады давлений ЬР1, ьР2 соответственно до зоны дросселирования и после зоны нагрева и по приведенной выше математической формуле вычисляет ся значение коэффициента сжимаемости.

Эта формула получена из условия равенства весовых расходов через мерные диафрагмы 4; с, =»>.„г„-/ „ д6; -,,г,4 >;ы, или, учитывая, что удельный вес равен и, преобразовав, получим

5 7022 собу при поэтапном повышении температуры.

Предлагаемый способ обеспечивает от носительно высокую точность определения коэффициента сжимаемости реального при- 5 родного газа (погрешность около 0,2%) и при этом прост в реализации, что создает благоприятные условия для его применения на. предприятиях по добыче„транспорту и переработке газов.

Формула изобретения

Дифференциальный способ определения

15 коэффициента сжимаемости реального природного газа, основанный на измерении полного давления и температуры газового потока до и после дросселирования, гО о т л и ч.а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологии определения коэффициента сжимаемости, поток дросселируют до атмосферного п еН, He Ðee ао температу- г5 о ры 15-20 С, после чего измеряют пепепады давлений на локальных сужениях газового тракта до зоны дросселирования

67 6 и после зоны нагрева, а коэффициент сжимаемости определяют из формулы где с „с г с - коэффициент расхода

Ф 2 2 и площадь узкого сечения локального сужения газового тракта до зоны дросселирования и посКе эоны нагрева; P",T„Р Т - полные давление и.тем пература до зовы дроссе лирования и после воны нагрева;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тимрот Д, Д. и др. Инженерно-фи» зический журнал, 1961,т. 1У, % 1, с. 3.

2. Кириллин В. А. и др. Исследований термодинамических свойств, веществ, М., ; Госэнергоиздат, 1963, с. 4 69.

Составитель Л. Свешникова

Редактор Б. Павлов Техред С. Мигай Корректор B. Бутяга

Заказ 7579/40 Тираж 1073 Подписное

UHHNfgИ Госудаф гвенного ом т т СССР по делам изобретениЖ и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4