

Методика расчёта расхода криогенных двухфазных потоков в бессепарационных расходомерах на базе сужающего устройства
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-7-34-42
Аннотация
Предложена методика расчёта расхода криогенных двухфазных потоков в бессепарационных расходомерах на базе сужающего устройства. Предложенная методика учитывает уравнения состояния двухфазной среды, т. е. изменения плотности, массового паросодержания и температуры двухфазных потоков криоагентов в зависимости от давления в сужающем устройстве. Показано, что без учёта эволюции параметров потока возникает дополнительная погрешность определения расхода и, следовательно, невозможно корректно определить чувствительность и диапазон измерений расходомера. Выбран наиболее оптимальный диапазон измерений перепада давлений, а также предложен способ измерения расхода двухфазного потока по перепаду температуры на сужающем устройстве. Проблема определения расхода двухфазных криогенных потоков актуальна для ускорительной, аэрокосмической и газотранспортной техники.
Ключевые слова
Об авторах
И. А. АрхаровРоссия
Москва
И. Д. Какорин
Россия
Дубна
Список литературы
1. Khodzhibagiyan H. G. et al., Phys. Procedia, 2012, vol. 36, pp. 1083–1086. https:/doi.org/10.1016/j.phpro.2012.06.110
2. Augustin I., Nucl. Instrum. Meth. B, 2007, vol. 261, pp. 1014–1017. https:/doi.org/10.1016/j.phpro.2012.06.110
3. Khodzhibagiyan H. G., Fischer E., Kovakenko A. D., IEEE Trans. Appl. Supercond., 2006, vol. 16, no. 2, pp. 411–414.
4. Lebrun P., Cryogenics, 1994, vol. 34, supp. 1, pp. 1–8. https:/doi.org/ 10.1016/S0011-2275(05)80003-7
5. Norris B. et al., Adv. Cryog. Eng., 1993, vol. 39B, pp. 1185–1192. https:/doi.org/10.1007/978-1-4615-2522-6_145
6. Grigory V. Trubnikov, et al. Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference, Genoa, Italy, June 23–27, 2008, vol. 8, pp. 2581–2583.
7. Detlef Reschke, Proceedings of 8th Workshop on RF Superconductivity, Abano Terme, Padua, Italy, October 6–10, 1997, vol. 2, pp. 385–396.
8. Пат. № 2108567 РФ / Гречко А. Г., Архаров А. М., Архаров И. А., Емельянов М. Г.// Изобретения. Полезные модели. 1998. № 4.
9. Ashmore R. H., Two-phase cryogenic fl owmeter: a proof of concept. Master’s thesis. (The Florida State University, Florida, 2006).
10. Foster-Miller creates fi rst accurate fl ow meter for cryogenic liquids. URL: http://mstarlabs.com/apeng/fosterm.html(дата обращения:11.01.2018).
11. Moerk J. S. et al., US Patent no. 5861755 (19 January 1999).
12. Arkharov A. M. et al., Adv. Cryog. Eng., 1998, vol. 43, pp. 795–802. https:/doi.org/10.1007/978-1-4757-9047-4_99
13. Lovell T. W., Dresar N. T. V., AIP Conf. Proc., 2006, vol . 823, pp. 273–280. https:/doi.org/10.1063/1.2202426
14. Filippov Yu. P., Panferov K. S., Cryogenics, 2011, vol. 51, no. 11–12, pp. 640–645. https:/doi.org/10.1016/j.cryogenics.2011.09.013
15. Filippov Yu. P., Kakorin I. D., Kovrizhnykh A. M., Cryogenics, 2013, vol. 57, pp. 55–62. https:/doi.org/10.1016/j.cryogenics.2013.05.004
16. Filippov Yu. P., Kakorin I. D., Cryogenics, 2016, vol. 79, pp. 63–73. https:/doi.org/10.1016/j.cryogenics.2016.07.015
17. Arp V. D., McCarty R. D., Friend D., Thermophysical Properties of Helium-4 from 0.8 to 1500 K with Pressures to 2000 MPa. NIST Technical Note 1334 (revised), National Institute of Standards and Technology, 1998. 152 p.
18. Lemmon E. W. et al., NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP, Version 10.0, National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg, 2018.
19. Ortiz Vega, Diego O. A new wide range equation of state for helium-4: Ph.D Thesis. (Texas, A&M University, 2013).
20. Schmidt R., Wagner W., Fluid Phase Equilib., 1985, vol. 19, no. 3, pp. 175–200. https:/doi.org/10.1016/0378-3812(85)87016-3
21. Jacobsen R. T., Stewart R. B., Jahangiri M., Int. J. Thermophys., 1986, vol. 7, pp. 503–511. https:/doi.org/10.1007/BF00502385
22. Jahangiri M. et al., Int. J. Thermophys., 1986, vol. 7, pp. 491–501. https:/doi.org/10.1007/BF00502384
23. Alexeyev A. I., Filippov Yu. P., Mamedov I. S., Cryogenics, 1991, vol. 31, no. 5, pp. 330–337. https:/doi.org/10.1016/0011-2275(91)90105-6
24. Filippov Yu. P., Cryogenics, 1999, vol. 39, no. 1, pp. 59–68. https:/doi.org/10.1016/S0011-2275(98)00114-3
25. Zivi S. M., J. Heat Transfer, 1964, vol. 86, no. 2, pp. 247–251. https:/doi.org/10.1115/1.3687113
26. Трубников Г. В., Ускорительный комплекс накопительных колец на встречных пучках тяжелых ионов NICA в ОИЯИ. URL: http://www.myshared.ru/slide/661153 (дата обращения: 26.12.2019).
27. Khodzhibagiyan H. G. et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 2011, vol. 21, no. 6, pp. 1795–1798.https:/doi.org/10.1109/TASC.2010.2081334
28. Dedikov Yu.A., Filippov Yu.P. Proceedings of 17th International Conference on High-Energy Accelerators, Dubna, Russian Federation, September 7–12, 1998, pp. 305–307.
29. Zhang J. et al., Appl. Mech. Mater., 2011, vol. 80–81, pp. 698–703. https:/doi.org/10.4028/www.scientifi c.net/AMM.80-81.698
Рецензия
Для цитирования:
Архаров И.А., Какорин И.Д. Методика расчёта расхода криогенных двухфазных потоков в бессепарационных расходомерах на базе сужающего устройства. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2020;(7):34-42. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-7-34-42
For citation:
Arkharov I.A., Kakorin I.D. Technique for flowrate calculation of cryogenic two-phase flows in Venturi flowmeters without separation. Izmeritel`naya Tekhnika. 2020;(7):34-42. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-7-34-42