RU2019115360A

RU2019115360A - Усовершенствования в области контроля потока текучей среды

Info

Publication number: RU2019115360A
Application number: RU2019115360A
Authority: RU
Inventors: Крейг МАРШАЛЛ
Original assignee: Ковентри Юниверсити
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2020-12-04
Also published as: EP3535551B1; EP3535551B8; US11150121B2; US20190310122A1; CA3042881A1; BR112019009095A2; EP3535551C0; SA519401717B1; WO2018083453A1; EP3535551A1

Claims

1. Способ контроля потока текучей среды, включающий этапы, согласно которым: измеряют перепад ΔР₁ давления в расходомере дифференциального давления; измеряют падение ΔP_ƒ давления в трубопроводе вследствие трения вдоль длины L трубы и рассчитывают количественный параметр

и, тем самым, рассчитывают одну или более характеристик потока.

2. Способ по п. 1, который является наиболее эффективным при использовании в условиях ламинарного потока или в области турбулентного потока с низкими значениями числа Рейнольдса.

3. Способ по п. 1 или 2, который используют для расчета коэффициента λ трения Дарси-Вейсбаха на основании произведения количественного параметра

и постоянной C_M, относящейся к геометрии расходомера.

4. Способ по п. 3, который может включать этап определения скорректированного рабочего значения λ_cor, рассчитанного коэффициента λ трения Дарси-Вейсбаха.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, который включает этапы расчета коэффициента расхода потока.

6. Способ по п. 4, в котором получают данные о взаимосвязи между коэффициентом расхода и коэффициентом трения на основании калибровки измерительной системы.

7. Способ по п. 5, включающий расчет коэффициента расхода потока и коэффициента трения посредством итерации с использованием взаимосвязи между коэффициентом расхода и коэффициентом трения и взаимосвязи между коэффициентом трения и количественным параметром

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, который включает дополнительный этап расчета числа Рейнольдса потока.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, который включает дополнительный этап расчета скорректированного рабочего значения Re_cor рассчитанного числа Re Рейнольдса потока.

10. Способ по любому из пп. 4-9, который включает этап расчета коэффициента расхода на основании числа Рейнольдса, где число Рейнольдса определяют на основании рассчитанного коэффициента λ трения Дарси-Вейсбаха.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, который включает дополнительный этап расчета расхода потока.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, который включает этапы расчета плотности ρ потока.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, который включает дополнительный этап определения скорости текучей среды в трубе.

14. Способ по п. 13, в котором измеряют скорость в пределах длины L, вдоль которой измеряют падение ΔP_ƒ давления в трубопроводе вследствие трения.

15. Способ по п. 13 или 14, в котором плотность рассчитывают на основании измеренной скорости.

16. Способ по п. 13 или 14, в котором плотность рассчитывают на основании итерации уравнения плотности и уравнения потока через измеритель дифференциального давления.

17. Способ по любому из пп. 12-16, который включает этап определения скорректированного рабочего значения ρ_cor рассчитанной плотности ρ потока.

18. Способ по любому из пп. 12-17, который включает этапы расчета вязкости μ текучей среды.

19. Способ по любому из предшествующих пунктов, который используют для калибровки расходомера дифференциального давления.

20. Способ по п. 19, который включает дополнительный этап установки расходомера дифференциального давления в испытательную трубу.

21. Способ по п. 19 или 20, который включает измерение величин ΔР₁ и ΔP_ƒ по всему требуемому диапазону значений числа Рейнольдса, расчет количественного параметра

по всему требуемому диапазону значений числа Рейнольдса и, тем самым, расчет калибровочных коэффициентов для использования расходомера дифференциального давления.

22. Способ калибровки расходомера дифференциального давления для осуществления контроля потока текучей среды, включающий этапы, согласно которым: устанавливают расходомер дифференциального давления в испытательную трубу; измеряют по всему требуемому диапазону значений числа Рейнольдса: перепад ΔР₁ давления в расходомере дифференциального давления и падение ΔP_ƒ давления в трубопроводе вследствие трения вдоль длины L трубы; рассчитывают количественный параметр

по всему требуемому диапазону значений числа Рейнольдса; и, тем самым, рассчитывают калибровочные коэффициенты для использования расходомера дифференциального давления.

23. Способ по п. 22, включающий также этапы, согласно которым: устанавливают расходомер дифференциального давления в рабочее положение; измеряют в процессе работы перепад ΔР₁ давления в расходомере дифференциального давления и падение ΔP_ƒ давления в трубопроводе вследствие трения вдоль длины L трубы; рассчитывают количественный параметр

и, тем самым, рассчитывают актуальные значения корректирующих параметров.

24. Устройство для контроля потока текучей среды, содержащее: расходомер дифференциального давления; чувствительные элементы давления, выполненные с возможностью измерения перепада ΔР₁ давления в расходомере; чувствительные элементы давления, выполненные с возможностью измерения падения ΔP_ƒ давления в трубопроводе вследствие трения вдоль длины L трубы; и блок обработки характеристик потока, выполненный с возможностью расчета количественного параметра

и расчета, тем самым, одной или более характеристик потока.

25. Устройство по п. 24, в котором расходомер дифференциального давления содержит любое из следующего: измерительную диафрагму, измерительную трубку Вентури, трубку Далла, трубку Пито, многоканальный датчик давления, конусный расходомер, клиновой расходомер, расходомер Кориолиса, турбинный расходомер, неполнопроходной ультразвуковой расходомер, клапан или технологическое оборудование.

26. Устройство по п. 24 или 25, которое дополнительно содержит один или более чувствительных элементов скорости, выполненных с возможностью определения скорости текучей среды в потоке.

27. Устройство по п. 26, в котором чувствительные элементы скорости расположены с возможностью измерения скорости в пределах длины L, вдоль которой измеряют падение ΔP_ƒ давления в трубопроводе вследствие трения.

28. Устройство по п. 26 или 27, в котором чувствительные элементы скорости включают в себя ультразвуковые чувствительные элементы скорости.

29. Устройство по любому из пп. 24-28, в котором блок обработки характеристик потока выполнен с возможностью расчета одного или более из следующего: коэффициента λ трения Дарси-Вейсбаха, коэффициента расхода, плотности ρ, числа Re Рейнольдса, вязкости μ или скорректированного объемного расхода Q.

30. Устройство по п. 29, в котором блок обработки характеристик потока выполнен с возможностью расчета скорректированного рабочего значения λ_cor, рассчитанного коэффициента λ трения Дарси-Вейсбаха.

31. Устройство по п. 29 или 30, в котором блок обработки характеристик потока выполнен с возможностью расчета скорректированного рабочего значения ρ_cor рассчитанной плотности ρ потока.

32. Устройство по любому из пп. 24-31, которое оснащено интерфейсом, выполненным с возможностью обеспечения вывода рассчитанных значений потока или другой информации о состоянии, относящейся к потоку или работе устройства.

33. Устройство по любому из пп. 24-32, в котором интерфейс выполнен с возможностью обеспечения ввода управляющих сигналов или обеспечения ввода калибровочных коэффициентов или других коэффициентов, относящихся к текучей среде или потоку.

34. Калибровочное устройство для калибровки расходомера дифференциального давления, содержащее: испытательную трубу; источник текучей среды для управляемого введения текучей среды в испытательную трубу для обеспечения потока с требуемым значением числа Рейнольдса; чувствительные элементы давления, выполненные с возможностью измерения перепада ΔР₁ давления в расходомере дифференциального давления; чувствительные элементы давления, выполненные с возможностью измерения падения ΔP_ƒ давления в трубопроводе вследствие трения вдоль длины L трубы; и блок обработки калибровочных коэффициентов, выполненный с возможностью расчета количественного параметра

и, тем самым, расчета одного или более калибровочных коэффициентов для использования расходомера дифференциального давления по всему требуемому диапазону значений числа Рейнольдса.