Способ измерения расхода вещества

 

Использование: измерительная техника, в частности измерение массового расхода потоков вещества, транспортируемого по трубам преимущественно большего диаметра, наприммер, в магистральных газопроводах. Сущность изобретения: измеряемый поток пропускают через измерительный участок трубопровода, размещенного на поверхности Земли в горизонтальной плоскости строго вдоль меридиана, и измеряют перепад давления в диаметрально противоположных точках сечения трубопровода. За счет сил кориолисового ускорения, вызванного вращением Земли, появляется разность давления, пропорциональная скорости потока. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению массового расхода потоков вещества, транспортируемых по трубам большого диаметра, например, в магистральных газопроводах.

Известны способы измерения расхода вещества, использующие для этой цели различные измерения динамических характеристик потока вещества [1] .

Недостатком этих методов является то, что для их реализации чувствительные элементы приходится размещать в потоке вещества, что, с одной стороны, создает дополнительное сопротивление движению вещества и приводит к необходимости введения дополнительной мощности для обеспечения транспортировки вещества, а с другой стороны, поток вещества, воздействуя на чувствительные элементы, изменяет свои характеристики.

Наряду с указанными способами существуют способы, не использующие чувствительные элементы, помещаемые в поток, так, например, используют Кориолисово ускорение, создаваемое в потоке. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения расхода вещества с использованием вибрационного преобразователя расхода [2] .

В этом способе поток вещества, расход которого измеpяют, направляют по трубе, совершающей колебания.

Вследствие указанной причины возникает Кориолисово ускорение, воздействующее на стенки трубки со стороны вещества. Измеряя величину силы, создаваемой Кориолисорвым ускорением, вычисляют массовый расход.

Недостатком этого способа является необходимость создавать дополнительное движение трубы, что делает этот способ неприменимым к использованию на магистральном трубопроводе.

Применение вибрационных расходомеров для измерения больших расходов, например таких, какие встречаются на магистральных газопроводах, наталкивается на сложную задачу изготовления вибрирующей трубы большого диаметра, имеющей массу в десятки тонн. Но даже если изготовить такой вибратор, то из-за низкой частоты собственных колебаний вследствие большой его массы не удается получить достаточно надежных измерений за промежутки времени, приемлемые для практических целей.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений.

Цель достигается тем, что в способе измерения расхода вещества, включающем пропускание измеряемого потока через измерительный участок трубопровода и измерение его динамического параметра, по которому судят о расходе, измерительный участок трубопровода располагают на поверхности земли горизонтально вдоль меридиана, а в качестве динамического параметра измеряют разность давлений в двух диаметрально противоположных точках сечения трубопровода.

Заглубление трубы в грунт не учитывается, так как оно не влияет на изменение динамических параметров движения вещества в трубопроводе.

Сущность способа заключается в измерении влияния на поток вещества, движущегося по трубопроводу с определенной относительной скоростью Кориолисова ускорения, возникающего под действием скорости вращения Земли.

На чертеже представлен вариант реализации предложенного способа, на котором изображены труба 1 магистрального трубопровода, подсоединительные трубки 2 дифманометра, дифманометр 3. Обозначено: - относительная скорость потока вещества; - вектор скорости вращательного движения Земли; ω_пер - угловое ускорение Земли на широте нахождения измерительного участка трубопровода; Р₃ - давление вещества в западном направлении; Р_в - давление вещества в восточном направлении.

Сила Кориолиса I_к, действующая на вещество, равна I_к = m_в ˙ω_к= ΔР, где m_в - масса вещества; ω_к - Кориолисово ускорение; ΔР = Р_з-Р_в - перепад давления.

Исходя из этого: m_в= = Если магистральный трубопровод расположен вдоль меридиана, то sin α = 1 m_в= = ΔP·K где K = Исследования заявляемого способа показали, что предлагаемый способ обеспечивает возможность его применения в многофазном потоке трубопроводов большого диаметра (до 1400 мм). При этом обеспечивается повышение точности непрерывного измерения расхода вещества до 0,5 % (по сравнению с прототипом в 2 раза). (56) 1. Кремлевский П. П. Измерение расхода многофазных потоков, Л. : Машиностроение, 1982, с. 101.

2. Кремлевский П. П. Измерение расхода многофазных потоков, Л. : Машиностроение, 1982, с. 95.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВЕЩЕСТВА , включающий пpопускание измеpяемого потока чеpез измеpительный участок тpубопpовода и измеpение его динамического паpаметpа, по котоpому судят о pасходе, отличающийся тем, что измеpительный участок тpубопpовода pасполагают на повеpхности Земли гоpизонтально вдоль меpидиана, а в качестве динамического паpаметpа измеpяют pазность давлений в двух диаметpально пpотивоположных точках сечения тpубопpовода.

РИСУНКИ

Рисунок 1