Влияние пузырьков газа на вибрационные параметры измерительных трубок кориолисового расходомера
Автор: Лех И.А., Тараненко П.А., Бескачко В.П.
Рубрика: Механика
Статья в выпуске: 3 т.11, 2019 года.
Бесплатный доступ
В связи с разработкой методики измерения параметров потоков «жидкость-газ» кориолисовыми массовыми расходомерами (КМР) предпринята попытка оценить влияние присутствия пузырьков газа на параметры колебаний измерительной трубки КМР. Разработана балочная конечноэлементная модель прямой трубки, реализованная средствами пакета MATLAB. Поток флюида описывается в 1D-приближении, присутствие газового пузырька моделируется локальным (с точностью до размера конечного элемента) изменением плотности потока в месте расположения пузырька в данный момент времени. Возбуждение поперечных колебаний трубки осуществляется с помощью внешней гармонической силы, приложенной в центре трубки. Частота возбуждения задается равной частоте собственных колебаний заполненной трубки с пузырьком. Выполнена серия численных экспериментов, в которых варьировались объемная доля газовой фазы и скорость флюида. Выявлена зависимость от этих факторов обусловленного эффектом Кориолиса фазового сдвига между колебаниями плеч расходомера. Оценена погрешность определения массового расхода, обусловленная присутствием пузырьков. Проведена серия экспериментов по наблюдению пузырьковых эффектов с промышленным расходомером ДУ15. Найдено качественное согласие результатов расчетов и экспериментов.
Кориолисов массовый расходомер, газожидкостный поток, численные эксперименты, метод конечных элементов, сoriolis mass flowmeter
Короткий адрес: https://sciup.org/147232822
IDR: 147232822 | DOI: 10.14529/mmph190306
Список литературы Влияние пузырьков газа на вибрационные параметры измерительных трубок кориолисового расходомера
- Baker, R.C. Coriolis flowmeters: industrial practice and published information / R.C. Baker // Flow Measurement and Instrumentation. - 1994. - Vol. 5, Iss. 4. - P. 229-246.
- Wang, T. Coriolis flowmeters: a review of developments over the past 20 years, and an assessment of the state of the art and likely future directions / T. Wang, R. Baker // Flow Measurement and Instrumentation. - 2014. - Vol. 40. - P. 99-123.
- Binulal, B.R. Coriolis Flow meter: A Review from 1989 to 2014 / B.R. Binulal, K. Jayarai // International Journal of Scientific & Engineering Research. - 2014. - Vol. 5, no. 7. - P. 718-723.
- Anklin, M. Coriolis mass flowmeters: Overview of the current state of the art and latest research / W. Drahm, A. Rieder // Flow Measurement and Instrumentation. - 2006. - Vol. 17, Iss. 6. - P. 317-323.
- Kolhe, V.A. An overview of Coriolis Mass Flowmeter as a Direct Mass Flow Measurement Device / V.A. Kolhe, R.L. Edlabadkar // Int. J. on Emerging Trends in Technology (IJETT). - 2016. - Vol. 3, Iss. 2. - P. 2112-2119.
- Modeling a Coriolis Mass Flow Meter for Shape Optimization / W. Hakvoort, J.P. Meijaard, R.G.K.M. Aarts et al. // Proceedings of The 1st Joint International Conference on Multibody System Dynamics. Lappeenranta, Finland: Lappeenranta University of Technology. - 2010. - P. 1-10.
- Brennen, C.E. Fundamentals of Multiphase Flows / C.E. Brennen. - Cambridge University Press, 2005. - P. 220-245.
- Dukler, A.E. Flow Pattern Transitions in Gas-liquid Systems: Measurement and Modeling / A.E. Dukler, Y. Taitel // Multiphase science and technology. - 1986. - P. 1-94.
- Two-phase flow metering of viscous oil using a Coriolis mass flow meter: a case study / M. Henry, M. Tombs, M. Duta et al. // Flow Measurement and Instrumentation. - 2006. - Vol. 17, Iss. 6. - P. 399-413.
- New Applications for Coriolis Meter-based Multiphase Flow Metering in the Oil and Gas Industries / M. Henry, M. Tombs, F. Zhou, M. Zamora // The 10th International symposium of measurement technology and intelligent instruments. June 29 - July 2, 2011. - P. 1-6.
- Coriolis mass flow metering for three-phase flow: A case study / M.P. Henry, M.S. Tombs, M.E. Zamora, F.B. Zhou // Flow Measurement and Instrumentation. - 2013. - Vol. 30. - P. 112-122.
- Wang, S. Virtual Coriolis flow meter: a tool for simulation and design / S. Wang, C. Clark, R. Cheesewright // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. - 2006. - Vol. 220, Iss. 6. - P. 817-835.
- Stack, C. A finite element for the vibration analysis of a fluid-conveying Timoshenko beam / C. Stack, R. Garnett, G. Pawlas // 34th Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. - 1993. - P. 1552-1562.
- van Hout R. Evolution of hydrodynamic and statistical parameters of gas-liquid slug flow along inclined pipes / R. van Hout, L. Shemer, D. Barnea // Chemical Engineering Science. - 2003. - Vol. 58, Iss. 1. - P. 115-133.
- Taitel, Y. Hydrodynamic Models Based on Flow Patterns / Y. Taitel, D. Barnea // Encyclopedia of Two-Phase Heat Transfer and Flow I. - 2015. - P. 23-99.
- Belhadj, A. The simulation of Coriolis meter response to pulsating flow using a general purpose F.E. code / A. Belhadj, R. Cheesewright, C. Clark // Journal of fluids and structures. - 2000. - Vol. 14, Iss. 5. - P. 613-634.
