Экспериментальная проверка математической модели компьютерного эффузионного анализатора плотности газов с убывающим давлением истечения

Разработан компьютерный эффузионный анализатор плотности газов с убывающим давлением истечения. Описана обобщённая схема данного анализатора и его работа. Показано, что принцип действия созданного прибора основан на измерении времени истечения определённого объёма анализируемого газа через микродиафрагму. На основании исходных уравнений газовой динамики разработана математическая модель эффузионных анализаторов плотности газов с убывающим давлением истечения. Создана экспериментальная установка для проверки разработанной математической модели компьютерного эффузионного анализатора плотности газов. Представлены результаты проверки математической модели, полученные при экспериментальных исследованиях на разработанной установке для ряда газов. Выполнены исследования, направленные на оценку влияния температуры на результат измерений. Рассчитанные на основании математической модели результаты сопоставлены с данными, полученными в ходе экспериментальных исследований. Определена погрешность разработанной математической модели эффузионных анализаторов плотности газов с убывающим давлением истечения. Сделаны выводы о её адекватности и возможности дальнейшего использования для проектирования и расчётов эффузионных анализаторов плотности газов с убывающим давлением истечения.

1. Мордасов Д. М., Савенков А. П. Влияние плотности газа на силовое действие турбулентной струи // Журнал технической физики. 2016. № 86. №. 8. С. 83–86.

2. Фарзане Н. Г., Илясов Л. В., Азим-заде А. Ю. Технологические измерения и приборы. М.: Альянс, 2017. 456 с.

3. Кивилис С. С. Плотномеры. М.: Энергия, 1980. 280 с.

4. Viana M., Jouannin P., Pontier C., Chulia D., Talanta, 2002, vol. 57, no. 3, pp. 583–593. DOI:10.1016/S0039-9140(02)00058-9

5. Хацкевич Е. А., Снегов В. С. Погрешности результатов измерений плотности природного газа пикнометрическим и расчётным методами // Газовая промышленность. 2011. № 5. С. 84–85.

6. Клепча Р. Р. Методика проведения измерений потоковым хроматографом для ГИС с расширенным диапазоном Физико-химические измеренияизменений компонентного состава газа // Автоматизация в промышленности. 2013. № 6. С. 34–35.

7. Астахов А. Анализ физико-химических свойств природного газа. Оборудование и материалы // Аналитика. 2013. № 8. С. 40–44.

8. Билинский И. И., Огородник К. В., Яремишина Н. А. Анализ методов и средств измерения плотности нефтепродуктов // Научные труды винницкого национального технического университета. 2016. № 2. С. 10–23.

9. Тарик Ю. Волноводные акустические детекторы газов и паров: дис. канд. техн. наук (ТвГТУ, Тверь, 2003).

10. Сажин С. Г. Приборы контроля состава и качества технологических сред, СПб.: Лань, 2012. 431 с.

11. Пат. № 2350925 РФ / В. А. Сухов, В. Н. Сухова // Изобретения. Полезные модели. 2009. № 9.

12. Пат. № 2393456 РФ / Э. Донзье, А. Пермюй // Изобретения. Полезные модели. 2010. № 18.

13. Badarlis A., Pfau A., Kalfas A., Sensors, 2015, vol. 15, no. 9, pp. 24318–24342. DOI:10.3390/s150924318

14. Eff usion method of determining gas density: Technologic Papers of Bureau Standarts, T. 90, Washington government Printing offi ce, 1917. DOI: 10.6028/nbst.3093

15. Farzaneh-Gord M., Farsiani M., Khosravi A., Arabkoohsar A., Dasht F., Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2015, vol. 26, pp. 1018–1029. DOI:10.1016/j.jngse.2015.07.029

16. Do H., CarterbC., Liu Q., Ombrello T., Hammack S. , Lee T., Hsu K., Proceedings of the Combustion Institute, 2015, vol. 35, no 2, pp. 2155–2162. DOI:10.1016/j.proci.2014.07.043

17. Boudjiet M. T., Bertrand J., Mathieu F., Nicu L., Mazenq L., Leïchlé T., Heinrich S. M., Pellet C., Dufour I., Sensors and Actuators B: Chemical, 2015, vol. 208, pp. 600–607. DOI:10.1016/j.snb.2014.11.067

18. Sell. J. K., Niedermayer A. O., Jakoby B., Procedia Engineering, 2011, vol. 25, pp. 1297–1300. DOI:10.1016/j.proeng.2011.12.320

19. Igarashi K., Kawashima K., Kagawab T., Sensors and Actuators A: Physical, 2017, vol. 140, no. 1, pp. 1–7. DOI:10.1016/j.sna.2007.06.017

20. Patil P., Ejaz S., Atilhan M., Cristancho D., Holste J. C.,Hall K. R., The Journal of Chemical Thermodynamics, 2007, vol. 39, no. 8, pp. 1157–1163. DOI:10.1016/j.jct.2007.01.002

21. Otügen M. V., Ganguly B., Applied Optics, 2001, vol. 40, no. 21, pp. 3502–3505. DOI:10.1364/ao.40.003502

22. Khosravi A., Machado L., Nunes R. O., Journal of Petroleum Science and Engineering, 2018, vol. 168, pp. 201–216. DOI:10.1016/j.petrol.2018.05.023

23. Мордасов Д. М., Савенков А. П., Чечетов К. Е. Определение коэффициента расхода при истечении газа из отверстий малого диаметра // Инженерная физика. 2014. № 1. С. 13–18.

24. Жигулин С. Ю., Илясов Л. В., Экспериментальная проверка математической модели эффузионного анализатора вязкости газов с убывающим давлением истечения // Известия вузов. Приборостроение. 2019. Т. 62. №. 12. С. 1053–1059. DOI:10.17586/0021-3454-2019-62-12-1053-1059