Дифференциальный способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа Советский патент 1979 года по МПК G01N9/00 

. Изобретение относится к области определения и контроля физических свойств в параметров веществ в технологических пр цессах и, в частности, к способам определения коэффициента сжимаемости реального природного газа. Известен способ определения коэффициента сжимаемости реального газа путем заполнения заданным количестгвой га за пьезометра постоянного объема и измерения давления и температуры с последующим вычислением коэффициента сжимаемости JL. Известный способ требует постановки сложного и тонкого эксперимента дй:я достижения высокой точности измеряемых параметров, компенсации деформаций от температуры и давления, компенсации погрещностей балластного объема и др. и поэтому реализуется на огт}аничённом kbличестве природных гааов, а распространение полученных результатов на ЙрУгие газы осуществляют с гюмощью методов . термод0намичесжся7о подобия, что сннжает. точность способа. Наиболее близким техническим решением является способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа, основанный на измерении полного давления и температуры газового потока до и после дрюсселироватшя с последующим вычисЛёнйеЫ коэффициента сжимаемости 2. Однако, данный способ является сложным в реализации и недостаточно точным из-за необходимости измерения теплоемкости газа, необходимости получе1тя промежуточных зависимостей путем мггогократнЫх ИЭЙерёййй в Ш1фоком диапазоне параметров и математической обработки результатов измерений. Цель предлагаемого изобретения - по- вьпцение точности и упрощентие технологии опредёлёнйя коэффициента сжимаемости. /, Для этого поток дросселируют по атмосферного давлени , ншфевают до темпе- ратуры 15-2ОС, после чего измеряют перепады давлений на локальных сужениях газового тракта до зоны дросселирования и после зоны нагрева, а коэффициент сжимаемости определяют из формулы: vi , г Y TAi-T , JjL.l2 Н, ) ЛР Р Т где оС, f, 062.1 РЛ коэффициент расхода и площадь узкого сечения локального суженля газового тракта до зоны дросселирования и после зоны нагрева;,-к -г Tg - полные давление и температура до зоны дросселирования и после зоны нагрева; перепад давлений на сужениях тракта до зоны дросселирования и после зоны нагрева. Указанные значения давления после дросселирования и температуры нагрева соответствуют состоянию газа, близкому к вдебшьному. На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый дифференциальный способ определения коэфф1щиента сжи маемости реального природно тэ газа. Устройство содержит размешенные в трубопроводе 1 дроссель 2 и подогрератель 3 газа. Перед дросселем 2 и за подогревателем 3 расположены, образующие локальньге сужения газового тракта мерные диафрагмы 4ь На каждой диафрагме 4 предусмотрен замер перепада давлений дифференциальным манометром 5, а перед каждой диафрагмой 4 - замер полных дав лений и температуры соответственно манометрамЕ 6 и; термоэлектрическим и термометрами 7. Локальные сужения могут быть образованы и мерными нормальными сотшами, а также соплами и трубами Вейтури. При работе устройства отбираемый из газопровода или аппарата по трубопроводу 1 газ высокого давления проходит последовательно Манометр б, термометр 7, мерную диафрагм.у 4, затем дросселирует ся в дросселе. 2 до атмосферного давления с существенным понижением температуры. Затем поток газа нагревают в пологпевателе 3 греющим агентом до температуры 15-2О°С (выхлопными газами тепловых двигателей, горячей водой системы отопления, путёмэлектронагрева и т.д.), после чего он, пройдя манометр 6, термометр 7 и мерную диафрагму 4, выбрасывается в окружающую среду. По показаниям манометров 6, термометров 7 и дифференциальных манометров 5 определяют полные давления р Р температуры т т и перепады давлений ДР, Apg соответственно до зонь дросселирования и после зоны цагрева и по приведенной вьш1е математической формуле вычисляется значение коэффициента сжимаемости. Эта формула получена из условия равенства весовых расходов через мерные диа(|рагмы 4: -,,-, или, учитывая, что удельный вес равен р Pj . Ti и, преобразовав, получим: , (. Р При этом принимается, что коэффициент сжимаемости газа после дросселирования и нагрева 22-1« В общем это абсолютно справедливо для идеального газа (при условии п )...... При атмосферном давлении и температуре 15-20 С коэффициент cжи aeмocти природного газа составляет IE - 0,999, т.е. принятра указанного допущения вносит незначительную погрещность - 0,1%. Дальнейшее повышение температуры и сгшжение давления нецелесообразно, так как даже незначительное повьпление точности в этом случае сопряжено с сущестйешслм усложнением реализации предлага9МОГО способа (необходимость вакуумных систем, высокотемпературньрс нагревателей и т.д.) и с усложнением технологии определения коэффициента сжимаемости. Конкретное значение температуры нагрева газа в пределах указанного диапазона может быть определено по стабилизации значений коэффициента сжимаемости, полученных согласно предлагаемому способу при поэтапном повышении температуры. Предлагаемый способ обеспечивает относительно высокую точность определения коэффициента сжимаемости реального природного газа (погрешность около О,2%) к при этом прост в реализации, что создает благоприятные условия для eit) применения на предприятиях по добыче,, транс порту и переработке газов. Формула изобретения Диффервнциальнь й способ определения коэффициента сжимаемости реального природного газа, основанный на измерении полного давления и температуры газового потока до и после дросселирования, отлич.ающий ся тем, что, с це лью повышения точности и упрощения технологии определения коэффициента сжимаемости, поток дросселируют до атмосферного давления, нагревают до температу- О ры 15-2О С, после чего измеряют перепады давлений на локальных сужениях газового тракта до зоны дросселирования сле зоны нагрева, а коэффициент сжимости определяют из формулы fttet ot, F.,oC2,F2 коэффициент расхода и площадь узкого сенения локального сужения газового тракта до зоны дроссели- рованВЕя в посйв aoHbi нагрева; Р,Т,Р,То - давление и.тем пература до зоны дроссели роваввя и после зоны на рева; Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Тимрот Д, Л. и др. Инженерно-фиеский журнал, 1961, т. 1У, № 1, с. 3. 2« 1 рилдвн В. Л. и др. Исслвдовани модинамически свойств, водзств, М,, энергоиздат, 1963, с. 469.