izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-864Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSУчёт фазовых переходов при воспроизведении газожидкостных потоков - путь совершенствования эталонов расхода многофазных потоковТонконогМ. И.mikhail.tonkonog@yandex.ruЛевинК. А.noemail@neicon.ruШабалинА. С.noemail@neicon.ruМакаровВ. А.noemail@neicon.ruФишманИ. И.noemail@neicon.ruВсероссийский научно-исследовательский институт расходометрииRussian Federation2017070220230113641Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/864

Рассмотрена проблема влияния фазовых переходов газожидкостного потока на точность воспроизведения стендами расхода газожидкостной смеси при высоких давлениях. Предложен способ расчёта фазового равновесия смеси воздуха и заменителя нефти Exxol в различных концентрациях с использованием уравнений состояния и фундаментальных положений термодинамики. Получены коэффициенты бинарного взаимодействия заменителя нефти Exxol и основных компонентов воздуха: азота, диоксида углерода, кислорода и аргона. Приведены экспериментальные и расчётные значения давления насыщения смесей воздуха и Exxol различных концентраций. Показано, что отсутствие учёта фазовых переходов существенно искажает информацию о получаемых на стенде параметрах воспроизводимого потока многофазной смеси.

Influence of phase transition between gas and liquid phases of gas-liquid flow on the accuracy of reproduction by facilities of gas-liquid mixture discharge at high pressure is analyzed. Algorithm of air and Exxol phase equilibrium calculations is developed for mixtures of different concentrations, using equations of states and fundamental statements of thermodynamics. The values of binary interaction coefficients of oil substitute Exxol and main air components ( nitrogen, carbon dioxide, oxygen and argon) were obtained. Experimental and calculated saturation pressure data is obtained for Exxol-air mixtures of different concentrations. It’s shown, that disregarding phase transitions leads to significant distortion of information on parameters of reproduced by facilities multiphase flow

фазовый переходфазовое равновесиевоспроизведение расхода газожидкостной смесиуравнения состояниядавление насыщенияphase transitionphase equilibriumreproduction of gas-liquid mixture dischargeequation of statesaturation pressureReferencesГОСТ 8.637-2013. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений многофазных потоков.ГОСТ 8.637-2013. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений многофазных потоков.Danesh A. PVT and Phase Behaviour of Petroleum Reservoir Fluids. Amsterdam: Elsevier Science & Technology Books, 1998.Danesh A. PVT and Phase Behaviour of Petroleum Reservoir Fluids. Amsterdam: Elsevier Science & Technology Books, 1998.Брусиловский А. И. Фазовые превращения при разработке месторождений нефти и газа. М.: Грааль, 2002.Брусиловский А. И. Фазовые превращения при разработке месторождений нефти и газа. М.: Грааль, 2002.Valderrama J. O., Cisternas L. A. A Cubic Equation of State for Polar and Other Complex Mixtures // Fluid Phase Equilibria 1986. No. 29. P. 431-438.Valderrama J. O., Cisternas L. A. A Cubic Equation of State for Polar and Other Complex Mixtures // Fluid Phase Equilibria 1986. No. 29. P. 431-438.Тонконог М. И., Левин К. А., Фишман И. И. Анализ методов определения коэффициентов, учитывающих растворённый газ в нефти // Измерительная техника. 2016. № 10. С. 60-65.Тонконог М. И., Левин К. А., Фишман И. И. Анализ методов определения коэффициентов, учитывающих растворённый газ в нефти // Измерительная техника. 2016. № 10. С. 60-65.Prausnitz J. M., Lichtenthaler R. N., de Azevedo E.G. Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria. 2nd ed. New Jersey: Prentice-Hall Inc, 1986.Prausnitz J. M., Lichtenthaler R. N., de Azevedo E.G. Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria. 2nd ed. New Jersey: Prentice-Hall Inc, 1986.Michelsen M. L. Calculation of phase envelopes and critical points for multicomponent mixtures // Fluid Phase Equilibria. 1980. No. 4. P. 1-10.Michelsen M. L. Calculation of phase envelopes and critical points for multicomponent mixtures // Fluid Phase Equilibria. 1980. No. 4. P. 1-10.Pedersen K. S., Christensen P. L. Phase behavior of petroleum reservoir fluids. Boca Raton: CRC Press, 2007Pedersen K. S., Christensen P. L. Phase behavior of petroleum reservoir fluids. Boca Raton: CRC Press, 2007D.-H. Xu, A. Danesh, A. C. Todd. Аn accelerated successive substitution method for calculation of saturation pressure of multicomponent fluids // Fluid Phase Equilibria. 1992. No. 72. P. 15-24.D.-H. Xu, A. Danesh, A. C. Todd. Аn accelerated successive substitution method for calculation of saturation pressure of multicomponent fluids // Fluid Phase Equilibria. 1992. No. 72. P. 15-24.Wilson G. A. Modified Redlich-Kwong EOS, Application to General Physical Data Calculations // American Industrial and Chemical Engineering (AIChE): 65th National Meeting. 1968. Paper 15c.Wilson G. A. Modified Redlich-Kwong EOS, Application to General Physical Data Calculations // American Industrial and Chemical Engineering (AIChE): 65th National Meeting. 1968. Paper 15c.Twu C. H. An Internally Consistent Correlation for Predicting the Critical Properties and Molecular Weights of Petroleum and Coal Tar Liquids // Fluid Phase Equilibria. 1984. No. 16. P. 137-150.Twu C. H. An Internally Consistent Correlation for Predicting the Critical Properties and Molecular Weights of Petroleum and Coal Tar Liquids // Fluid Phase Equilibria. 1984. No. 16. P. 137-150.Lee B. I., Kesler M.G. A Generalized Thermodynamic Correlation Based on Three-Parameter Corresponding States // AIChE J. 1975. No 21(3), P. 510-527.Lee B. I., Kesler M.G. A Generalized Thermodynamic Correlation Based on Three-Parameter Corresponding States // AIChE J. 1975. No 21(3), P. 510-527.Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Ленинград: Химия, 1982.Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Ленинград: Химия, 1982.Chueh, P. L., Prausnitz J. M. Vapour-Liquid Equilibria at High Pressures, Calculation of Partial Molar Volume in Non-Polar Liquid Mixtures // AIChE J. 1967. No. 13(6), P. 1099-1113.Chueh, P. L., Prausnitz J. M. Vapour-Liquid Equilibria at High Pressures, Calculation of Partial Molar Volume in Non-Polar Liquid Mixtures // AIChE J. 1967. No. 13(6), P. 1099-1113.Marquardt D. An Algorithm for Least-Squares Estimation of Nonlinear Parameters // SIAM Journal on Applied Mathematics. 1963. Vol. 11. Nо. 2. P. 431-441.Marquardt D. An Algorithm for Least-Squares Estimation of Nonlinear Parameters // SIAM Journal on Applied Mathematics. 1963. Vol. 11. Nо. 2. P. 431-441.

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