izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-10-43-48izmertech-1848Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSИзмерение покомпонентного расхода газожидкостной среды тепловым методомMeasurement of the component-by-component flow rate of a gas-liquid medium by thermal methodБеляевМ. М.BelyaevM. M.

Москва

Mikhail M. Belyaev

Moscow

mih295@yandex.ruПоповА. И.PopovA. И.

Москва

Alexander И. Popov

Moscow

daten@ipu.ruИнститут проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наукРоссияV. A. Trapeznikov Institute of Management Problems of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2020180720230104348Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1848

Рассмотрена проблема измерения массового покомпонентного расхода потока газожидкостной среды. Предложен тепловой метод измерения покомпонентного расхода газожидкостной среды, протекающей по каналу с равномерно распределённой по сечению тепловой энергией. Компоненты среды с различной теплоёмкостью принимают разные по значению импульсные тепловые заряды, регистрируемые датчиками теплового потока. По поглощённой тепловой энергии определяются тип и количество компонентов. При реализации данного теплового метода не требуется сложное оборудование. Теплоёмкости измеряют с минимальными искажениями передачи теплового потока с помощью новейших датчиков градиентного типа с малой постоянной времени и высокой чувствительностью.

A thermal method for measuring the component-by-component flow rate of a gas-liquid medium flowing through a channel with evenly distributed thermal energy is considered. Taking some heat energy evenly distributed over the cross-section of the channel, the components, due to their diff erent heat capacity, acquire each its own pulse heat charge. Then, moving along the flow, the components give this information about the charge value to the heat flow sensors, which is used to form the fractions of each component in a numerical block. Each component is able to take a heat charge in proportion to its heat capacity. By the amount of heat absorbed, you can determine the type of component and its quantity. This thermal method does not require the use of complex equipment. To measure the heat capacity with minimal heat flow transmission measurements, the latest gradient-type sensors with a small value of the time constant and high sensitivity are used.

многокомпонентная средарасходомердатчики теплового потокагазожидкостная средапотокмассатеплоёмкость.multi-componentflow meterheat flow sensorsgas-liquid mediumflowmassheat capacityReferencesПат. № 2 517 764 C1 РФ / Спасский А. С., Логинов В. Я., Равичев Л. В., Беспалов А. В. // Изобретения. Полезные модели. 2014. № 5.Spassky A. S., Loginov V. Ya., Ravichev L. V., Bespalov A. V., RF Patent no. 2 517 764 C1 RF, Byull. Izobret, no. 5 (2014).Тоски Э., Хансен В., Смит Д., Теувени Б. Эволюция измерений многофазных потоков и их влияние на управление эксплуатацией // Технологии ТЭК. 2003. Декабрь. С. 50–57.Toski E., Hansen V., Smith D., Teuveni B., Oil-and-gas Review, 2003, pp. 69–77.Frank M., Kamenicky R., Drikakis D., Thomas L., Ledin H., Wood T., Energies, 2019, vol. 12(11), p. 2116. https://doi.org/10.3390/en12112116Frank M., Kamenicky R., Drikakis D., Tho mas L., Ledin H., Wood T., Energies, 2019, vol. 12(11), p. 2116. https://doi.org/10.3390/en12112116Вакулин А. А., Гильманов Ю. А., Голубев Е. В., Котлов В. В., Никулин С. Г., Лищук А. Н. Проблемы измерения расхода и количества многофазных потоков // Нефтяное хозяйство. 2015. № 5. С. 96–99.Vakulin A. A., Gilmanov Yu. A., Golubev E. V., Kotlov V. V., Nikulin S. G., Lischuk A. N., Neftyanoe hozyajstvo, 2015, no. 5, pp. 96–99 (in Russian).Волынский И. А., Кокуев А. Г. Измерения расхода фаз многофазного газожидкостного потока // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2013. № 8. С. 22–25.Volynsky I. A., Kokuev A. G., Avtomatizaciya, telemekhanizaciya i svyaz’ v neftyanoj promyshlennosti, 2013, no. 8, рр. 22–25 (in Russian).Karnakov P., Litvinov S., Koumoutsakos P., International Journal of Multiphase Flow, 2020, vol. 125, April, р. 103209. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2020.103209Karnakov P., Litvinov S., Koumoutsakos P., International Journal of Multiphase Flow, 2020, vol. 125, April, р. 103209. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2020.103209Amooiea M. A., Moortgat J., International Journal of Multiphase Flow, 2018, vol. 105, August, рр. 45–59. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.03.016Amooiea M. A., Moortgat J., International Journal of Multiphase Flow, 2018, vol. 105, August, рр. 45–59. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2018.03.016Falcone G., Hewitt G. F., Alimonti C. A., Harrison B., SPE 71474 Annual Nechnical Conference, New Orleans, 30 September – 3 October 2001. https://doi.org/10.2118/74689-JPTFalcone G., Hewitt G. F., Alimonti C. A., Harrison B., SPE 71474 Annual Nechnical Conference, New Orleans, 30 September – 3 October 2001. https://doi.org/10.2118/74689-JPTВасильев Т. Р., Кокуев А. Г. Прибор для измерения расхода многофазного потока на основе оптико-акустического эффекта // Вестник Дагестанского технического университета. 2016. Т. 43. Вып. 4. С. 34–41.Vasiliev T. R., Kokuev A. G., Vestnik Dagestanskogo tekhnicheskogo universiteta, 2016, vol. 43, no. 4, pp. 34–41 (in Russian).Кокуев А. Г., Сорин А. В. Устройство для измерения расхода многофазного потока // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер. Управление, вычисление, техническая информация. 2015. № 1. С. 7–14.Kokuev A. G., Sorin A. V., Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Ser. Upravlenie, vychislenie, tekhnicheskaya informaciya, 2015, no. 1, pp. 7–14 (in Russian).Сапожников С. З., Митяков В. Ю., Митяков А. В. Основы градиентной теплометрии. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2012. 215 с.Sapozhnikov S. Z., Mityakov V. Yu., Mityakov A. V., Fundamentals of gradient thermometry, Saint Petersburg, Izdatel’stvo Politekhnicheskogo universiteta Publ., 2012, 215 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.