RU2589454C1 - Method of measuring viscosity of gas - Google Patents
Method of measuring viscosity of gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2589454C1 RU2589454C1 RU2015111559/28A RU2015111559A RU2589454C1 RU 2589454 C1 RU2589454 C1 RU 2589454C1 RU 2015111559/28 A RU2015111559/28 A RU 2015111559/28A RU 2015111559 A RU2015111559 A RU 2015111559A RU 2589454 C1 RU2589454 C1 RU 2589454C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- gas
- viscosity
- time
- gases
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технической физики, в частности к способам измерения вязкости газов η, и может найти применение в различных отраслях промышленности и в лабораторной практике.The present invention relates to the field of technical physics, in particular to methods for measuring the viscosity of gases η, and may find application in various industries and in laboratory practice.
Известен способ измерения вязкости газов (см. Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. - Москва.: Недра, 1973. с. 122-126), согласно которому газ с постоянным расходом пропускают через капилляр, измеряют перепад давления на нем, по которому судят о вязкости.A known method of measuring the viscosity of gases (see Zalmanzon L.A. Aerohydrodynamic methods for measuring the input parameters of automatic systems. - Moscow .: Nedra, 1973. S. 122-126), according to which gas with a constant flow rate is passed through a capillary, the pressure drop is measured at it, by which viscosity is judged.
Недостатком такого способа является невысокая точность измерения, связанная с влиянием плотности газа на результат измерений.The disadvantage of this method is the low measurement accuracy associated with the influence of gas density on the measurement result.
Наиболее близким по совокупности признаков является способ измерения вязкости, реализованный в устройстве (а.с. СССР №972325, МПК G01N 11/06), в котором отбирают пробу газа, пропускают его при постоянном перепаде давления через капилляр, измеряют время изменения давления до капилляра на заданную величину, по значению которого судят о величине вязкости.The closest in combination of features is the method of measuring viscosity, implemented in a device (AS USSR No. 972325, IPC G01N 11/06), in which a gas sample is taken, it is passed with a constant pressure drop through the capillary, the time of pressure change to the capillary is measured by a given value, the value of which is used to judge the value of viscosity.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является недостаточная точность измерения вязкости газа.The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is the lack of accuracy in measuring the viscosity of the gas.
Цель изобретения - повышение точности измерения путем снижения методической ошибки и обеспечения возможности измерения вязкости газа при давлениях, близких к атмосферному.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements by reducing methodological errors and providing the ability to measure the viscosity of the gas at pressures close to atmospheric.
Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения вязкости газов путем отбора и заполнения им емкости, пропускания его через капилляр при постоянном перепаде давления, измерения времени изменения давления в емкости на заданную величину дополнительно изменяют объем емкости, измеряют давления до и после дросселя и о вязкости газа судят по произведению среднего давления и времени истечения газа на момент достижения давлением в емкости заданного значения.This goal is achieved by the fact that in the method of measuring the viscosity of gases by taking and filling it with a tank, passing it through a capillary with a constant pressure drop, measuring the time the pressure in the tank changes by a predetermined amount, they additionally change the volume of the tank, measure the pressure before and after the throttle and about the viscosity gas is judged by the product of the average pressure and the time of gas outflow at the time the pressure in the tank reaches the set value.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ измерения вязкости газа.In FIG. 1 is a diagram of a device that implements a method for measuring gas viscosity.
Газ на анализ поступает на вход 1 трехходового крана 2, к входу 3 которого подключена емкость 4 переменного объема с поршнем 5. К входу 6 крана 2 присоединены манометр 7, вход 8 крана 9 и камера 10 повторителя давления 11. В камере 10 размещена пружина 12 и винт 13 для ее сжатия. К входу 14 крана 9 подключен вход капилляра 15, вход которого соединен с камерой 16 повторителя 11. В камере 16 размещена пружина 17 и сопло 18, связанная с атмосферой. Поршень 5 снабжен штоком 19. Между камерами 10 и 16 повторителя 11 размещена мембрана 20. К камере 16 подключен манометр 21.Gas for analysis is fed to input 1 of a three-
Реализация способа осуществляется следующим образом. В начальный момент времени трехходовой кран 2 переводят в состояние, при котором линия подвода газа на анализ соединяется с полостью емкости 4 переменного объема, поршень 5 в которой занимает крайнее нижнее положение. Кран 9, установленный на входе капилляра 15, закрыт. Отбор газа осуществляют путем перемещения поршня 5 до уровня Н0. Состояние газа, поступившего в емкость 4, описывается уравнениемThe implementation of the method is as follows. At the initial moment of time, the three-
где Р0 - абсолютное давление газа в емкости 4, имеющей начальный объем V0, после отбора анализируемого газа; Θ0 - количество газа; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура газа.where P 0 is the absolute pressure of the gas in the tank 4 having an initial volume of V 0 , after the selection of the analyzed gas; Θ 0 is the amount of gas; R is the gas constant; T is the absolute temperature of the gas.
После этого кран 2 переводят в состояние, при котором емкость 4 соединяется с манометром 7 и камерой 10 повторителя 11. Газ сжимается за счет перемещения поршня 5 с помощью штока 19 до заданного уровня Н1. Объем емкости 4 уменьшится на величину ΔV, а давление Р0 - увеличится на ΔР.After that, the
Состояние газа изменится и уравнение (1) примет видThe state of the gas will change and equation (1) will take the form
(P0+ΔP)(V0-ΔV)=Θ0RT,(P 0 + ΔP) (V 0 -ΔV) = Θ 0 RT,
так как Р0+ΔР=Р4н - давление в емкости 4 на начало измерений,since P 0 + ΔP = P 4n is the pressure in the tank 4 at the beginning of the measurements,
V0-ΔV=V4н, тоV 0 -ΔV = V 4n , then
Из (1) и (2) на основании закона Бойля-Мариотта, т.е. при условии Θ0RT=const,From (1) and (2) based on the Boyle-Mariotte law, i.e. provided Θ 0 RT = const,
Из (3)From (3)
Процесс измерения начинается после открытия крана 9 и включения секундомера (на чертеже не показан). Давление Р4н на входе капилляра 15 в начальный момент времени t0 фиксируют. Анализируемый газ проходит через капилляр 15 в камеру 16 повторителя 11, а далее через сопло 18 в атмосферу. Перепад давления на капилляре 15 в процессе измерения поддерживается на заданном уровне с помощью повторителя 11.The measurement process begins after opening the
В состоянии равновесия повторителя 11 сила F10=FP10+Fпр12, действующая на мембрану 20 со стороны камеры 10, равна силе F16=FP16+Fпр17, действующей со стороны камеры 16, где FP10=P10S - сила, возникающая при действии давления Р10 на мембрану 20 повторителя площадью S; FP16=P16S - сила, возникающая при действии давления Р16 на мембрану 20 повторителя площадью S; Fпр12=c12Δl и Fпр17=с17Δl - силы от действия сжатых пружин 12 и 17 с жесткостями с12 и с17, соответственно, при деформации на величину Δl.In the equilibrium state of the
В состоянии равновесияIn equilibrium
F16=F10 или P16S+c17Δl=P10S+с12Δl, откудаF 16 = F 10 or P 16 S + c 17 Δl = P 10 S + c 12 Δl, whence
илиor
Р10-P16=(с12-с17)Δl/S.P 10 -P 16 = (c 12 -c 17 ) Δl / S.
Величина Δl настраивается при помощи элемента настройки 13 повторителя 11 со сдвигом.The value of Δl is adjusted using the
Так как Р10-Р16=const, то расход газа G15 по капилляру 15 с проводимостью α=constSince P 10 -P 16 = const, the gas flow rate G 15 by
G15=α(Р10-Р16)G 15 = α (P 10 -P 16 )
будет постоянным, что является необходимым условием для осуществления измерительного процесса.will be constant, which is a prerequisite for the implementation of the measuring process.
При истечении газа из емкости 4 давление Р4н уменьшается. Истечение газа, а следовательно, и процесс измерения, прекращается как только Р4н-Р4к=Рзад, где Р4к - давление в емкости 4 в момент времени tк. При этом фиксируют значения давлений Р10 и Р16 в камерах 10 и 16 повторителя 11, а также время tк. В конце процесса истечения из емкости 4 заданного количества газа ΔΘ=G15Δtк его состояние будет описываться уравнениемWhen the gas flows from the tank 4, the pressure P 4n decreases. The gas outflow, and therefore the measurement process, stops as soon as P 4n -P 4k = P ass , where P 4k is the pressure in the tank 4 at time t to . In this case, the pressure values P 10 and P 16 are fixed in the
Δtк=(tк-t0) - время процесса истечения, при t0=0 Δtк=tк.Δt k = (t to -t 0 ) is the time of the expiration process, at t 0 = 0 Δt k = t to .
Вычитая из (1) уравнение (4) получимSubtracting equation (4) from (1), we obtain
PзадV4н=G15ΔtкRT, откудаP ass V 4n = G 15 Δt to RT, whence
Расход газа G15 при его ламинарном течении по капиллярной трубке 15 определяется по формуле Пуазейля для сжимаемой жидкости (см., например, Ибрагимов И.А., Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Элементы и системы пневмоавтоматики. - М.: Высш.шк., 1985.)The gas flow rate G 15 during its laminar flow through the
где d, l - диаметр и длина капилляра 15 соответственно; η - динамическая вязкость газа.where d, l is the diameter and length of the
Подставляя значение G15 из (6) в (5), получимSubstituting the value of G 15 from (6) into (5), we obtain
Учитывая, что и - среднее давление на момент времени tк, которое не является постоянной величиной и уменьшается с увеличением времени истечения,Given that and - the average pressure at time t to , which is not a constant and decreases with increasing expiration time,
В процессе измеренияDuring measurement
поэтомуso
Суть рассмотренного способа измерения вязкости газа состоит в том, что газ пропускают через капилляр 15, фиксируют давление Р4н в момент времени t0 и давление Р4к в момент времени tк, за которое давление в емкости 4 изменится на заданную величину Рзад, после чего измеряют среднее давление на дросселе 15 и время tк, по произведению которых определяют значение контролируемой величины.The essence of the considered method for measuring the viscosity of gas is that gas is passed through the capillary 15, the pressure P 4n is fixed at time t 0 and pressure P 4k at time t k , during which the pressure in the tank 4 changes by a predetermined value of P ass , after what measure the average pressure on the
Предложенный способ измерения вязкости газа позволяет проводить анализ газовых сред без использования специальных побудителей расхода газа и регуляторов. В предложенном способе отбор газа на анализ может осуществляться при давлениях, близких к атмосферному. В способе исключена методическая погрешность, вызванная изменением среднего давления на концах капилляра. Способ экономичен, его реализация проста, надежна и позволяет повысить точность измерений.The proposed method for measuring the viscosity of gas allows the analysis of gaseous media without the use of special stimulators of gas flow and regulators. In the proposed method, the selection of gas for analysis can be carried out at pressures close to atmospheric. The method excludes a methodological error caused by a change in the average pressure at the ends of the capillary. The method is economical, its implementation is simple, reliable and can improve the accuracy of measurements.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111559/28A RU2589454C1 (en) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Method of measuring viscosity of gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015111559/28A RU2589454C1 (en) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Method of measuring viscosity of gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2589454C1 true RU2589454C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56371184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015111559/28A RU2589454C1 (en) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Method of measuring viscosity of gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2589454C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215195U1 (en) * | 2022-05-25 | 2022-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Installation for determining the viscosity of gases |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU930073A1 (en) * | 1980-04-03 | 1982-05-23 | Среднеазиатский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Ирригации Им.В.Д.Журина | Method of measuring gas composition |
SU972325A1 (en) * | 1981-03-23 | 1982-11-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Device for measuring viscosity |
SU1075119A1 (en) * | 1982-06-24 | 1984-02-23 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Gas viscosity determination method |
HU215315B (en) * | 1994-01-07 | 1998-11-30 | MOL Magyar Olaj- és Gázipari Rt. | Device for measuring viscosity of a liquid or a liquid-gas system at high temperature and high pressure |
US7422625B2 (en) * | 2004-03-04 | 2008-09-09 | Perkinelmer Las, Inc. | Methods and systems for characterizing a sorbent tube |
-
2015
- 2015-03-30 RU RU2015111559/28A patent/RU2589454C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU930073A1 (en) * | 1980-04-03 | 1982-05-23 | Среднеазиатский Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Ирригации Им.В.Д.Журина | Method of measuring gas composition |
SU972325A1 (en) * | 1981-03-23 | 1982-11-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Device for measuring viscosity |
SU1075119A1 (en) * | 1982-06-24 | 1984-02-23 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Gas viscosity determination method |
HU215315B (en) * | 1994-01-07 | 1998-11-30 | MOL Magyar Olaj- és Gázipari Rt. | Device for measuring viscosity of a liquid or a liquid-gas system at high temperature and high pressure |
US7422625B2 (en) * | 2004-03-04 | 2008-09-09 | Perkinelmer Las, Inc. | Methods and systems for characterizing a sorbent tube |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215195U1 (en) * | 2022-05-25 | 2022-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Installation for determining the viscosity of gases |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103616322B (en) | Unsteady state determination method for permeability of low-permeability rock | |
CN110296921B (en) | Testing device and testing method for shale gas permeability under reservoir conditions in steady state method | |
CN203630018U (en) | Unsteady-state measuring device for permeability of low-permeability rock | |
CN102906556A (en) | Measurement of Fluid Flow Parameters in Porous Materials | |
CN107831103B (en) | A precision evaluation method for pressure pulse attenuation gas permeability testing device | |
US3435665A (en) | Capillary viscometer | |
US9255871B2 (en) | Measuring process of dynamic viscosity of heavy live crude from the reservoir pressure up to atmospheric pressure, including bubble point pressure, based on an electromagnetic viscometer | |
JP2016521361A5 (en) | ||
CN103868839A (en) | Full-automatic testing method and system of unconventional ultralow core permeability | |
US20160341645A1 (en) | Inline multiphase densitometer | |
RU2589454C1 (en) | Method of measuring viscosity of gas | |
CN109342271B (en) | Capillary viscosity testing method based on trace sample measurement | |
CN205262537U (en) | Measure device of irregular solid volume | |
CN103674800B (en) | A kind of measurement mechanism of hyposmosis rock sample permeability and measuring method thereof | |
CN204594519U (en) | Fluid micro-flux self-measuring device | |
RU2354823C1 (en) | Combined method of determining moisured content of gas well products and device to this end | |
RU2601615C1 (en) | Method for determining volume of non-tight tank | |
CN207570961U (en) | A liquid density measuring device | |
DE102007049501B4 (en) | Measuring device for determining gas quantities and gas flows | |
RU63936U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE PRESSURE OF SATURATED VAPORS, THE CONTENT OF FREE AND DISSOLVED GASES IN OIL AND OIL PRODUCTS | |
RU2434223C1 (en) | Method of measuring permeability of materials | |
RU2629030C1 (en) | Device for permeability to phase determination | |
RU164946U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF LOW-VISCOUS AND VISCOUS FLUIDS IN A PIPELINE | |
Savaro et al. | Gas permeability in rarefied flow conditions for characterization of mineral membrane support | |
RU2662502C1 (en) | Turbulent rheometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170331 |