Измерение и расчет расхода газа высокого давления с учетом реальных свойств газа

Предложен метод измерения и расчета расхода газа при высоком давлении (20…90 МПа). Исследовано влияние учета реальных свойств газа на точность измерений, выполнен анализ различных уравнений состояния для его расчета. Анализ результатов экспериментального исследования показал, что использование уравнения Пенга — Робинсона с шифт-параметром позволяет значительно снизить систематическую погрешность измерения. Разработанный метод позволяет измерять расход газа с точностью до 5 % при использовании датчиков давления класса точности 0,1.
EDN: MJRLDQ, https://elibrary/mjrldq

Литература

[1] Le T.T., Sharma P., Bora B.J. et al. Fueling the future: a comprehensive review of hydrogen energy systems and their challenges. Int. J. Hydrog. Energy, 2024, vol. 54, pp. 791–816, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.08.044

[2] Hossain Bhuiyan M.M., Siddique Z. Hydrogen as an alternative fuel: a comprehensive review of challenges and opportunities in production, storage, and transportation. Int. J. Hydrog. Energy, 2025, vol. 102, pp. 1026–1044, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.01.033

[3] Радченко Р.В., Мокрушин А.С., Тюльпа В.В. Водород в энергетике. Екатеринбург, Изд-во Урал. ун-та, 2014. 229 с.

[4] Головко Г.А. Криогенное производство инертных газов. Ленинград, Машиностроение, 1983. 416 с.

[5] ГОСТ 34437–2018. Арматура трубопроводная. Методика экспериментального определения гидравлических и кавитационных характеристик. Москва, Стандартинформ, 2018. 40 с.

[6] Жукова А.С., Чернышев А.В., Малов Д.А. Определение пропускной способности запорно-регулирующей арматуры путем численного моделирования течения газа. Трубопроводная арматура и оборудование, 2024, № 4, с. 38–40. EDN: ICRCOZ

[7] Малов Д.А., Чернышев А.В., Слободов Е.Б. Метод определения пропускной способности запорной арматуры. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2022, № 3, с. 66–75, doi: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2022-3-66-75

[8] Control valve handbook. Emerson, 2023. 396 p.

[9] Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. Москва, Наука, 1965. 384 с.

[10] Redlich O., Kwong J.N.S. On the thermodynamics of solutions. V. An equation of state. Fugacities of gaseous solutions. Chem. Rev., 1949, vol. 44, no. 1, pp. 233–244, doi: https://doi.org/10.1021/cr60137a013

[11] Peng D.Y., Robinson D.B. A new two-constant equation of state. Ind. Eng. Chem. Fundamen., 1976, vol. 15, no. 1, pp. 59–64, doi: https://doi.org/10.1021/i160057a011

[12] Jhavery B.S., Youngren G.K. Three parameter modification of the Peng-Robinson equation of state to improve volumetric predictions. SPE Res. Eng., 1988, vol. 3, no 3, pp. 1033–1040, doi: https://doi.org/10.2118/13118-PA

[13] ГСССД 4-78. Азот жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 70–1500 К и давлениях 0,1–100 МПа.

[14] Малышев В.Л., Моисеева Е.Ф., Калиновский Ю.В. Расчет коэффициента сверхсжимаемости основных компонент природного газа методом молекулярной динамики. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2019, т. 330, № 11, с. 121–129, doi: https://doi.org/10.18799/24131830/2019/11/2356

[15] Фридман А.Э. Основы метрологии. Современный курс. Санкт-Петербург, НПО Профессионал, 2008. 284 с.