Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


III. —равнительные исследовани€ поточных вибрационных вискозиметров нефти




»сследовани€

÷ель исследований: исследовать две модели вибрационных поточных вискозиметров различных производителей, при одинаковых лабораторных услови€х, в жидкост€х различной в€зкости. »сследовать реакции вискозиметров на наличие свободного газа в измер€емой среде.

ќписание испытательной установки. ƒл€ испытаний вискозиметров примен€лс€ циркул€ционный жидкостный термостат с погрешностью поддержани€ температуры±0,02∞—, ртутные термометрыс ценой делени€ 0,01∞—. ¬ ванну циркул€ционного термостата устанавливались прозрачные цилиндры из кварцевого стекла диаметром 150 мм и 80 мм с жидкост€ми. ¬ качестве рабочих жидкостей примен€лись ньютоновские жидкости (минеральные масла). »сследуемые вискозиметры устанавливались на цилиндры с жидкост€ми и ориентировались по ос€м цилиндров при помощи переходных центрирующих колец.

–исунок 11 —хема испытального стенда

ќписание и принцип действи€ испытуемых вискозиметров

¬искозиметр XL7

Ј »змер€емые параметры: динамическа€ в€зкость жидкости (расчет кинематической в€зкости по величине плотности);

Ј ƒиапазон измерени€ в€зкости: 0Е1Ј107 мѕаЈс;

Ј —ходимость результатов измерений в€зкости: ± 0,1 % от измер€емой величины;

ѕринцип действи€:

¬искозиметр XL7 €вл€етс€ колебательным крутильным вискозиметром. „увствительный элемент в виде диска на конце упругого стержн€ из нержавеющей стали погружен в измер€емую жидкость и имеет возвратно-поступательные вращательные колебани€ относительно оси диска на небольшой угол на очень высокой частоте.  олебани€ диска создают поперечные волны в жидкости. Ёнерги€, расходуема€ на поддержание колебаний и создание поперечных волн пропорциональна в€зкости жидкости, измер€етс€ микропроцессором, а затем преобразуетс€ и отображаетс€ на индикаторе вискозиметра в величину в€зкости в мѕаЈс. Ѕолее высока€ в€зкость вызывает большую потерю энергии и, следовательно, более высокую работу.

ѕреобразователь в€зкости 7829.

Ј »змер€емые параметры: динамическа€, кинематическа€ в€зкость, плотность, температура.

Ј ƒиапазоны измерений в€зкости: 0.5 Ц 100; 100 - 1000; и 1000 - 10000 мѕаЈс.

Ј ќтносительна€ погрешность: δ = 1% от верхней границы диапазона измерений.

ѕринцип действи€:

„увствительный элемент преобразовател€ в€зкости 7829 представл€ет собой камертон, поддерживаемый электроникой в резонансе. –езонансна€ частота камертона определ€етс€ плотностью среды, а демпфирование вибрации, относ€щеес€ обратно пропорционально к добротности, пропорционально в€зкости, т.е. при повышении в€зкости среды Q уменьшаетс€. ¬искозиметр измер€ет резонансную частоту и добротность (резонансна€ частота/ширина полосы), по которым рассчитываютс€ плотность и в€зкость жидкости.

¬ соответствии с программой испытаний были поставлены три основные задачи:

1. ќпределить отклонение показаний вискозиметров от действительных значений в€зкостей жидкости при нормальных услови€х;

2. »сследовать вли€ние диаметра примен€емого цилиндра с жидкостью на показани€ вискозиметров (граничные эффекты);

3. »сследовать реакцию вискозиметров на наличие пузырьков свободного газа в жидкости.

¬ качестве действительных значений в€зкости жидкостей использовались результаты измерений, полученные с применением стекл€нных капилл€рных вискозиметров рабочих эталонов 1-го разр€да (относительна€ погрешность δ=0,2 %) дл€ измерений кинематической в€зкости и лабораторного плотномера ¬»ѕ-2ћ– (абсолютна€ погрешность ± 0,1 кг/м3, или относительна€ δ=0,013%).

“ак, как испытуемые преобразователи в€зкости 7829 €вл€лись рабочими средствами измерений (δ=1,0%), прибывшими в ‘√”ѕ "¬Ќ»»ћ им. ƒ.». ћенделеева" на периодическую поверку и предварительно не калибровались, больший упор в испытани€х был сделан не на фактическое отклонение их показаний от действительных значений динамической в€зкости, а на сравнение реакции преобразователей 7829 и XL7 на "граничные эффекты" и наличие свободного газа в жидкости. »спытани€м были подвергнуты три преобразовател€ в€зкости 7829 и один XL7. –езультаты испытаний представлены в таблицах є3, є4 и є5.

“аблица 3 »спытание вискозиметров на вли€ние диаметра цилиндра с жидкостью.  
є ћодель вискозиметра “емпература среды t, ∞— ƒиаметр цилиндра d, мм ƒействительное значение в€зкости жидкости η, мѕаЈс ѕоказани€ вискозиметра η, мѕаЈс ќтносительна€ погрешность δ, %
  Hydramotion XL7 20,01   40,89 40,98 0,09
  40,94 0,05
  Solartron 7829 (є1)   37,61 3,28
  35,92 4,97
               

»спытани€ проводились на одной и той же жидкости (минеральное масло) при одинаковой температуре. »спытуемые преобразователи поочередно устанавливались на цилиндр с жидкостью диаметром 150 мм, после выдержки цилиндра в термостатной ванне не менее шести часов дл€ стабилизации температуры фиксировались показани€ динамической в€зкости. «атем операции повтор€лись дл€ второго цилиндра диаметром 82 мм. “ак, как преобразователи в€зкости 7829 внесены в реестр —» с относительной погрешностью 1,0% от верхней границы диапазона измерений (0-100) мѕаЈс, относительна€ погрешность преобразовател€ XL7 представлена также в % от диапазона измерений (0-100) мѕаЈс. »з данных таблицы є1 видно, что диаметр цилиндра практически не вли€ет на показани€ преобразовател€ XL7 (0,09% и 0,05%) но значительно вли€ет на показани€ преобразовател€ 7829 (3,28% и 4,97%). ƒаже если не брать в расчет, что относительна€ погрешность преобразовател€ 7829 в этом испытании значительно превысила 1,0%, разница в диаметрах цилиндра приводит к изменению показаний на 1,69%.

»спытани€ преобразователей на наличие свободного газа в жидкости.

¬ жидкость є1, с помощью компрессора по тонкой трубке с рассеивателем на конце опущенным на дно цилиндра подавалс€ атмосферный воздух под давлением, несколько большим, чем давление жидкости на уровне конца трубки с рассеивателем. –ассеиватель располагалс€ под чувствительным элементом преобразователей с таким расчетом, чтобы поднимающиес€ к поверхности жидкости пузырьки воздуха проходили в активной зоне сенсоров вискозиметров. »спользовались три режима испытаний:

1 "Ѕомбардировка". ¬оздух подавалс€ непрерывно с одинаковым расходом;

2 "Ћаминарный" режим. ѕодача воздуха отключалась. ¬ течении "ламинарного" режима пузырьки воздуха, насытившие жидкость во врем€ режима "бомбардировка" постепенно самосто€тельно выходили из жидкости, поднима€сь к поверхности.

3 ќсевшие на поверхност€х чувствительных элементов пузырьки воздуха удал€лись путем наклона и встр€хивани€ вискозиметров, без извлечени€ сенсоров из жидкости.

–езультаты испытаний преобразователей 7829 є1 и XL7 представлены на графике –ис.11.

–исунок 12 –езультаты испытаний преобразователей 7829 є1 и XL7 в жидкости є1

–исунок 13 ∆идкость є1 с соблюдением масштаба

–еакци€ преобразовател€ XL7 (нижн€€ лини€ на графике) на наличие воздушных пузырей в активной зоне чувствительного элемента довольно стабильна. »з графика видно, что в течении Ђбомбардировкиї жидкость постепенно насыщаетс€ пузырьками воздуха, и показани€ в€зкости XL7 постепенно снижаютс€ с начального значени€ 41,10 до 39,43 мѕаЈс. ћожно сделать вывод, что действительное значение в€зкости жидкости также снижаетс€ в этих пределах.  огда происходит насыщение (количество подаваемого компрессором и выход€щего из жидкости через поверхность воздуха выравниваетс€), показани€ в€зкости стабилизируютс€ и начинают колебатьс€ на уровне 39,9±0,2 мѕаЈс. »з графика видно, что показани€ в€зкости в результате Ђбомбардировкиї снизились не более чем на 1,1%

ѕосле прекращени€ подачи воздуха и перехода в "ламинарный режим" (вертикальна€ лини€ 2 на графике) колеблющиес€ до этого момента вокруг одного значени€ показани€ в€зкости начали закономерно расти в следствии постепенного выхода пузырьков из активной зоны чувствительного элемента и постепенно стабилизировались на значении в€зкости, приблизительно на 1% меньшем, чем до начала испытаний так, как некоторые пузырьки все же осели на нижней поверхности диска чувствительного элемента (нижний график). ѕолное удаление пузырьков, осевших на поверхности чувствительного элемента производилось наклоном и встр€хиванием вискозиметра без подн€ти€ сенсора из жидкости (вертикальна€ лини€ 3). ѕосле полного удалени€ пузырьков показани€ вискозиметра пришли к начальному значению в€зкости жидкости 41 мѕаЈс.

»з верхнего графика видно, что реакци€ преобразовател€ 7829 на режим Ђбомбардировкаї в аналогичных услови€х испытаний совершенно обратно и значительно более €рко выражена. — момента начала эксперимента начальные показани€ в€зкости преобразовател€ (38 мѕаЈс) начали скачкообразно расти и к концу превысили начальное значение более чем в 8 раз (306 мѕаЈс)! ѕосле прекращени€ подачи воздуха (режим "ламинарный") показани€ в€зкости резко упали, но не опустились до начального значени€ (38 мѕаЈс), а стали колебатьс€ около значени€ ~150 мѕаЈс, что примерно в четыре раза выше начального значени€ в€зкости. Ёто св€зано с обильным оседанием пузырей на поверхности камертона сенсора. “олько после того, как пузырьки были удалены с поверхности камертона сенсора наклоном и встр€хиванием вискозиметра (вертикальна€ лини€ 3) показани€ вернулись к начальному значению в€зкости ~ 38 мѕаЈс.

ƒл€ чистоты эксперимента и подтверждени€ полученных результатов на второй жидкости с действительным значением в€зкости 56,52 мѕаЈс были исследованы три преобразовател€, один из которых преобразователь XL7, тот же, что и в предыдущем эксперименте, а два других новых преобразовател€ модели 7829 (є2 и є3).  ак и в предыдущем опыте с жидкостью є1 данный эксперимент был проведен по той же самой методике, за исключением смены цилиндров. Ѕомбардировка пузырьками воздуха осуществл€лась дл€ преобразовател€ XL7 и преобразовател€ 7829 є2 ¬се измерени€ были выполнены в цилиндре с жидкостью (минеральное масло) диаметром 150 мм. –езультаты представлены в таблице 2 и графиках рис.3.

“аблица 4

ѕодтверждени€ полученных результатов.

є ћодель вискозиметра “емпература среды t, ∞— ƒиаметр цилиндра d, мм ƒействительное значение в€зкости жидкости η, мѕаЈс ѕоказани€ вискозиметра η, мѕаЈс ќтносительна€ погрешность δ, %
    Hydramotion XL7 20,03   56,52   56,50   0,02
  7829 (є2) 61,00 4,48
  7829 (є3) 58,33 1,81

»з данных таблицы видно, что относительные погрешности преобразователей 7829 и є2 и є3 так же превышают 1%.

–исунок 14 –еакци€ преобразователей XL7 и 7829 є2

–исунок 15 ∆идкость є2 соблюдением масштаба

Ќижн€€ лини€ на графике представл€ет реакцию преобразовател€ XL7 на "бомбардировку" пузырьками воздуха и на "ламинарный режим" в жидкости с в€зкостью 56,52 мѕаЈс. –еакци€ преобразовател€ аналогична его реакции в первом эксперименте. ¬ерхн€€ лини€ на графике иллюстрируют реакцию преобразовател€ 7829 є2 на"бомбардировку" пузырьками воздуха и на "ламинарный режим". »з графиков видно, что реакци€ преобразовател€ 7829 є2 в целом повтор€ет результаты 1-го эксперимента с преобразователем 7829 є1. ѕри "бомбардировке" показани€ вискозиметра 7829 сначала резко падают, а затем начинают скачкообразно расти, до момента насыщени€ жидкости пузырьками, при этом показани€ устанавливаютс€ на уровне 150% от начального значени€, после прекращени€ подачи воздуха ("ламинарный режим") снова резко падают до значени€ 108 мѕаЈс и в дальнейшем стабилизируютс€ на этом значении. “ак как полное удаление пузырей с поверхностей сенсоров вискозиметров в данном эксперименте не производилась показани€ вискозиметра 7829 є2 так и не вышли на начальное значение в€зкости и остались на уровне 108 мѕаЈс.

¬ результате проведенного второго опыта можно сделать вывод, что данные первого опыта не были случайны, одна и та же динамика реакции повторилась как и дл€ преобразовател€ ’L7, так и другого заводского номера преобразовател€ 7829.

 

¬ыводы по работе.

¬ результате проведенных сравнительных испытаний можно сделать предварительный вывод, что поточный вибрационный преобразователь в€зкости крутильного принципа действи€ ввиду меньшего радиуса активной зоны значительно менее подвержен вли€нию как рассто€ни€ до стенок трубопровода (цилиндра) так и наличи€ пузырьков свободного газа в жидкости в отличии от вибрационного преобразовател€ в€зкости с чувствительным элементом в виде камертона. ќтносительна€ погрешность крутильного преобразовател€ в рамках испытаний в статическом режиме не превысила за€вленного производителем значени€ сходимости результатов измерений 0,1%. ƒл€ того, чтобы сделать вывод о возможности применени€ крутильного вискозиметра в качестве эталонного средства измерений в составе мобильных и стационарных поверочных установок необходимо проведение дополнительных исследований на реальных нефт€х в динамических режимах, аналогичных режимам перекачки нефти через блоки измерени€ качества нефти на реальных объектах.

¬ывод

Ќа основе полученных данных, ¬искохиметр XL7 показал хорошие технико-метрологические данные. Ќа его основе возможно создание ћѕ”. ¬ следующей главе мы попытаемс€ разработать макеты ћѕ”, дл€ целевых использований в нефтеперерабатывающей промышленности.


 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-11-18; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1504 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

“ак просто быть добрым - нужно только представить себ€ на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © ћарлен ƒитрих
==> читать все изречени€...

725 - | 558 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.013 с.