Разработка и совершенствование бессепарационных расходомеров многофазных потоков для криогенных систем охлаждения ускорителей физики высоких энергий и нефтегазовой промышленности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат наук Какорин Игорь Дмитриевич

• Какорин Игорь Дмитриевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Какорин Игорь Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

ЧАСТЬ I. ДВУХФАЗНЫЕ ПОЛНОДИАПАЗОННЫЕ РАСХОДОМЕРЫ ДЛЯ КРИОГЕНИКИ

ГЛАВА 1. Обзор литературы и постановка задачи

ГЛАВА 2. Двухфазный расходомер для гелия с каналом круглого поперечного сечения

1. Принцип действия и основные компоненты

2. Резонансный ВЧ-датчик паросодержания и его особенности

3. Универсальная методика калибровки датчика паросодержания

ГЛАВА 3. Двухфазный расходомер для СПГ на основе гамма-плотномера

ВЫВОДЫ

ЧАСТЬ II. ДВУХФАЗНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ ДЛЯ НЕФТЕДОБЫЧИ НА БАЗЕ КРИОГЕННЫХ АНАЛОГОВ

ГЛАВА 4. Обзор литературы и постановка задачи

ГЛАВА 5. Двухфазные расходомеры типа «нефть-пластовая вода» на основе комбинации резонансного ВЧ-датчика и сужающего устройства

ГЛАВА 6. Двухфазные расходомеры на основе гамма-плотномера и сужающего устройства

ГЛАВА 7. Обсуждение возможности создания бессепарационного трёхфазного расходомера «нефть-газ-пластовая вода». Результаты испытания прототипа и пути его совершенствования

ВЫВОДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Вывод калибровочной зависимости для ВЧ-датчика круглого сечения

Благодарности

Список литературы

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ф газосодержание или паросодержание

X массовая доля или массовое расходное газосодержание

А полная площадь поперечного сечения потока

О массовый расход смеси

и скорость

Р плотность

£ скольжение или фактор скольжения

ОУ¥ объемное расходное газосодержание

Q объемный расход

Г резонансная частота ВЧ-датчика

в диэлектрическая проницаемость

Т температура

Р давление

АР перепад давления

w обводненность

а объемное содержание нефти

"8" нижний индекс, обозначающий величины, относящиеся к газу или пару

"1" нижний индекс, обозначающий величины, относящиеся к жидкости

"о" нижний индекс, обозначающий величины, относящиеся к нефти

^" нижний индекс, обозначающий величины, относящиеся к воде

"Б" нижний индекс, обозначающий величины на линии насыщения

ДР двухфазный расходомер

БТР бессепарационный трехфазный расходомер

СУ сужающее устройство

ГП гамма-плотномер

СПГ сжиженный природный газ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и совершенствование бессепарационных расходомеров многофазных потоков для криогенных систем охлаждения ускорителей физики высоких энергий и нефтегазовой промышленности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Проблема измерения паросодержания и расхода в двухфазных криогенных потоках возникает во многих областях современной техники. Например, для поддержания заданного теплового режима в сверхпроводящих ускорителях элементарных частиц и ионов высоких энергий, таких как NICA [55], FAIR/SIS100/300 [77, 83], LHC [85], Tevatron [99], Нуклотрон [110], TTF [111], требуется охлаждать крупные сверхпроводящие магниты, резонаторы и шины питания. Для этого используются системы с принудительной циркуляцией гелия, и важной задачей при этом является проблема определения паросодержа-ния и расхода охлаждающего потока. Это необходимо, во-первых, для того, чтобы можно было гибко регулировать условия охлаждения обмоток сверхпроводящих магнитов и, во-вторых, для оптимального использования жидкого гелия: с одной стороны, использование гелия свыше необходимого оптимума ведет к необоснованным экономическим затратам; с другой стороны, при недостаточном количестве циркулирующего криоагента, система охлаждения может не обеспечить необходимый температурный режим, что приведет к переходу сверхпроводящих устройств в нормальное состояние и созданию аварийной ситуации. Контроль параметров потока также важен в других типах установок, в которых при достижении критических значений возможно возникновение серьезных аварийных ситуаций, например, в системах охлаждения атомных реакторов.

В аэрокосмической отрасли двухфазные расходомеры находят своё применение для получения детальной информации о процессе заполнения ракет криогенным топливом и окислителем1. Еще более сложная проблема возникает, когда необходимо перекачать ракетное топливо между резервуарами в открытом космосе. В условиях невесомости указатель уровня не работает и поэтому информация о количестве перекаченного топлива из одного резервуара в другой критична для реализации этой задачи.

1 Так, например, в американском многоразовом транспортном корабле Шаттл в качестве ракетного топлива и окислителя для первой ступени ракеты используются жидкий водород ^2) и жидкий кислород ^2) [124].

В газовой промышленности при невозможности транспортирования СПГ по газопроводу он перевозится в сжиженном виде в специальных танкерах. В процессе заполнения танкера сжиженным газом и/или его опорожнении необходимо контролировать количество сжиженного и испарившегося природного газа.

Одним из основных требований, предъявляемых к двухфазному расходомеру для криогеники, является возможность измерять паросодержание и расход криоагента без разделения жидкой и газообразной компонент. Проще всего измерить расход криоагента в той области потока, в которой он является практически однофазным. Однако одного такого измерения недостаточно: из-за неизбежного испарение криоагента необходимо измерить еще и содержание газообразной фазы вниз по потоку («downstream») от однофазной области, поскольку высокое паро-содержание сигнализирует о нарушении режима охлаждения. Другими словами, возможность измерения соотношения жидкой и газообразной фаз в разных областях потока является критическим для систем охлаждения сверхпроводящих магнитов.

Задача определения расхода потока и соотношения компонент возникает и в других отраслях промышленности, например, в нефтегазовой, где проблема определения обводненности и газосодержания в потоках нефть-газ-пластовая вода без разделения потока на отдельные компоненты имеет довольно сложное решение. При создании бессепарационных расходомеров для нефтегазовой отрасли было бы разумно использовать опыт, полученный при создании криогенных расходомеров.

Целью работы является разработка полнодиапазонного гелиевого криогенного двухфазного расходомера (ДР) с малым гидравлическим сечением и высокой надежности на базе усовершенствованного диэлькометрического ВЧ-датчика па-росодержания и сужающего устройства (СУ) в соответствии с техническим заданием для ускорителя заряженных ионов Нуклотрон; разработка ДР для гомогенных потоков водорода, СПГ, азота и кислорода, который можно использовать в

трубопроводах большого диаметра; исследование и применение развитых методов криогенной расходометрии для создания расходомеров для нефтедобывающей промышленности.

Решаемые задачи:

1. Численное моделирование усовершенствованной конструкции диэлькомет-рического ВЧ-датчика паросодержания, целью которой является определение оптимального типа обмотки, которая обеспечивает воспроизводимость показаний ВЧ-датчика и их независимость от структуры потока.

2. Предложение упрощённой стационарной процедуры калибровки усовершенствованного ВЧ-датчика паросодержания, а также определение его метрологических характеристик.

3. Обоснование выбора СУ, как оптимального устройства для измерения расхода потоков двухфазного гелия, характерных для ускорителя Нуклотрон; выбор подходящей физической модели для его описания и расчет на ее основе его калибровочной и метрологической характеристик.

4. Изучение преимуществ радиоактивного гамма-метода в сравнении с ВЧ-ме-тодом при создании ДР для гомогенных потоков водорода, кислорода, азота и СПГ в трубах большого диаметра. Экспериментальное исследование ДР на основе гамма-плотномера (ГП) и определение его метрологических характеристик.

5. Обоснование и экспериментальная проверка возможности применения методов криогенной расходометрии для нефтегазовой промышленности. Исследование метрологических характеристик ДР на основе ВЧ-датчика и СУ в зависимости от теплофизических свойств потоков нефть-соленная вода. Создание ДР на базе ГП и СУ для потоков нефть-соленная вода, который удовлетворяет требованиям ГОСТ [179].

Научная новизна и значимость работы заключается в следующих результатах:

1. Впервые проведено численное моделирование металлокерамического ВЧ-датчика паросодержания круглого сечения имеющий лучшие вакуумостойкие характеристики по сравнению с предыдущими моделями. Найден новый тип обмотки меандровой линии для этого датчика улучшающий его точностные характеристики. Оценены калибровочные/метрологические характеристики датчика и их температурная зависимость. Предложена и обоснована упрощенная процедура калибровки датчика по минимальному набору реперных точек на статическом калибровочном стенде.

2. Впервые предложен способ определения калибровочной/метрологической характеристики сужающего устройства для двухфазных потоков гелия основанный на адиабатическом приближении. Предложен способ измерения расхода двухфазного потока гелия, основанный на измерении разности температур между широкой и узкой частью СУ.

3. Впервые создан ДР круглого сечения на основе металлокерамического ВЧ-дат-чика и СУ, который имеет малое гидравлическое сопротивление, высокую надежность и удовлетворяет требованиям технического задания на Нуклотрон. Данный расходомер может быть использован для мониторинга параметров потока двухфазного гелия, встречающихся при работе криогенной системы охлаждения сверхпроводящих магнитов бустерного синхротрона и коллайдерного кольца комплекса NICA.

4. Испытан ДР для нефтегазодобывающей промышленности на базе ВЧ-датчика и СУ и предложен усовершенствованный алгоритм определения характеристик потока учитывающий температуру для данного типа ДР. Создан и испытан первый отечественный ДР на базе ГП и СУ для потоков СПГ и смесей нефть-вода и продемонстрировано, что он удовлетворяет требованиям ГОСТ [179].

Научная и практическая ценность работы определяется проблемно-тематическими планами ОИЯИ, в рамках она велась: тема № 02-1-1107-2011/2019 и тема № 07-1-1110-2012/2013. Предлагаемый расходомер для потоков двухфазного ге-

лия предлагается использовать для мониторинга системы охлаждения строящегося ускорителя NICA. Данный расходомер применяется в индийском космическом центре (LPSC) в городе Тривандрум, поставленный в рамках договора о сотрудничестве между ОИЯИ и LPSC. Двухфазный расходомер для СПГ может быть использован для контроля добычи, сжижения и поставки природного газа.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод расчета расхода криогенных потоков с использованием СУ и результаты применения данного метода для создания гелиевого ДР для систем охлаждения ускорителей.

2. Результаты численного моделирования для определения нового типа намотки меандровой линии.

3. Исследование упрощенной процедуры калибровки модернизированного ВЧ-датчика и его калибровочных/метрологических характеристик.

4. Результаты исследования по определению калибровочных/метрологических характеристик ДР на базе ГП и СУ для СПГ и водонефтяных потоков.

5. Результаты исследования по определению калибровочных/метрологических характеристик ДР на базе ВЧ-датчика и СУ и усовершенствованного алгоритма определения характеристик потока.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на международной метрологической конференции «Актуальные вопросы метрологического обеспечения измерений расхода и количества жидкостей и газов» (Казань, Россия, 2013), на 3-ей международная конференция по достижениям в области датчиков и электронных приборов (Москва, Россия, 2017) и 12-ой международной конференции по теплообмену, механике жидкости и термодинамике (Коста-дель-Соль, Испания, 2016).

Личный вклад автора. Автор предложил новый способ расчета метрологической характеристики сужающего устройства для определения расхода крио-агента. Данный способ основывается на более реалистичных физических предположениях, чем предложенный ранее в работе [73]. Была показана необоснованность калибровочной зависимости, выведенная в работе [73], при достаточно больших расходах. Новый способ позволяет определить расход криоагента в зависимости не только от разности давлений между широкой и узкой частями СУ, но и также в зависимости от соответствующей разности температур. Новый способ был применен для расчета метрологических характеристик СУ для двухфазных потоков гелия, которые характерны для ускорителя заряженных ионов Нукло-трон. Автор выполнил численное моделирование ВЧ-датчика, которое позволило определить оптимальный тип намотки меандровой линии ВЧ-датчика. Данный тип намотки позволяет уменьшить зависимость показаний ВЧ-датчика от распределения вещества в нем. Совместно с Филипповым Ю. П., Панферовым К. С. и Коврижных А. М автор участвовал в разработке, отладке, тестировании и калибровке двухфазных расходомеров для криогеники и нефтедобычи, а также совместно со Свешниковым Б. Н. в разработке программного обеспечения для них. Автор усовершенствовал ПО для работы с гелиевым двухфазным расходомером, в котором была реализована функция определения расхода для гелия, водорода и азота и добавлена возможность работы с несколькими расходомерами одновременно, а также реализовал интерфейс для интеграции программы мониторинга криогенных двухфазных потоков в АСУ ускорителей элементарных частиц и ионов. Автор принимал активное участие в испытании макетов расходомеров в лаборатории и на полигонах в TUV SUD NEL и во ВГУП ВНИИР, а также в обработке экспериментальных данных. Совместно с соавторами предложил усовершенствованный алгоритм определения характеристик потока. Он внес весомый вклад в получение всех численных, аналитических и экспериментальных результатов, представленных в работе, их обработка и подготовка к публикации проведены лично автором. Вся работа, от постановки задачи до получения окончательных результатов, проводилась совместно с соавторами опубликованных работ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения и двух частей. Первая часть посвящена полнодиапазонным расходомерам для криогеники и состоит из трех глав и выводов. В главе 1 дается литературный обзор по существующим методам расходометрии, применяемым в криогенике, и ставится задача исследования. В главе 2 излагаются принципы создания двухфазных расходомеров для гелия с каналами круглого поперечного сечения; изложена процедура калибровки и оценены метрологические характеристики гелиевых ДР. В главе 3 рассмотрены двухфазные расходомеры для гомогенных потоков других типов криоагентов: водород, СПГ, азот и кислород, приведены результаты испытания прототипа ДР для СПГ на модельных потоках, оценены метрологические характеристики расходомера. Вторая часть посвящена расходомерам для нефтедобычи на базе криогенных аналогов и состоит из трех глав и выводов. В главе 4 дается литературный обзор методов, применяемых в расходометрии водонефтяных потоков, и на его основе ставится задача исследования. В главе 5 рассмотрены двухфазные расходомеры типа «нефть-пластовая вода» на основе комбинации резонансного ВЧ-датчика и сужающего устройства, предложен усовершенствованный алгоритм определения расхода, который учитывает теплофизические свойства потока. Глава 6 посвящена двухфазным расходомерам типа «нефть-пластовая вода» на основе комбинации гамма-плотномера и сужающего устройства. В главе 7, основываясь на результатах проведенных экспериментов на полигонах TUV SUD NEL и ВГУП ВНИИР с потоками нефть-газ-пластовая вода, обосновывается принципиальная возможность создания бессепарационного трехфазного расходомера на базе СУ и двухканального гамма-детектора.

ЧАСТЬ I. ДВУХФАЗНЫЕ ПОЛНОДИАПАЗОННЫЕ РАСХОДОМЕРЫ ДЛЯ

КРИОГЕНИКИ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Двухфазные потоки характеризуются набором параметров, которые желательно измерять для их контроля. Важнейшим из них является истинное объемное газосодержание2, которое определяется как доля объема, занятая газовой фазой [38]. В предположении, что поток одномерный, газосодержание, ф, есть доля площади поперечного потока занятая газом:

А

<Р = ~^, (1.1)

А

где А = Ag + А1 - полная площадь поперечного сечения канала (см рис. 1.1), Ag и А1 - площади поперечного сечения канала, занятые соответственно жидкой и газообразной фазами3.

2 Здесь и далее газосодержание и паросодержание будут употребляться как синонимы.

3 Здесь и далее нижними индексами «§» и «I» обозначаются величины, относящиеся к газообразной и жидкой фазе соответственно.

Зная паросодержание можно определить другие характеристики потока, например, плотность двухфазного потока в бесконечно малом отрезке трубы можно определить по формуле:

р = рф + р1 (1 -ф). (1.2)

Другими важными параметрами двухфазных потоков являются массовый расход газа, Gg, и массовое расходное газосодержание, х, которые связаны между собой следующей зависимостью

= вх =\ри/Л, (1.3)

4

где pg - плотность газа и щ - его скорость, а в - массовый расход смеси. Для одномерного течения pg и щ не изменяются в пределах поперечного сечения Ag и (1.3) принимает вид

= вх = р ифЛ . (1.4)

Аналогичное выражение можно написать и для жидкой фазы

в1 = в(1 - х) = р1и1 (1 -ф)Л . (1.5)

Через х определяется эквивалентная плотность гомогенного потока, рн, по следующей формуле:

1 х 1 - х — = — +- , (1.6)

Рн Рё Р

где рн - такая плотность гомогенного потока, при которой его массовый расход равен массовому расходу двухфазного потока.

Разделив (1.4) на (1.5) получим уравнение для фактора скольжения фаз (или просто скольжения), 5*, которое по определению равно отношению скорости газа к скорости жидкости:

* = ^ = . (1.7)

щ 1 - х ф р8

Если известны скольжение и паросодержание, то можно определить массовое расходное газосодержание и наоборот:

<Р =-:-, (1.8)

1 - х Р.

1 + 5--.

Х Р,

х = —--. (1.9)

1 +

5<Р Р,

Объемное расходное содержание, GУF, есть отношение объемного расхода газа, Qg, к полному объемному расходу смеси, Q = Qg + Ql:

ОУР = . (1.10)

Q

Если выразить Qg и Ql через массовый расход смеси, массовую долю и плотность

Я. = — (1.11)

Р,

й = ^^ (1.12)

Рг

и подставить эти значения в формулу (1.10), то получим следующее равенство связывающее массовое и объемное расходное газосодержание:

ОУ¥ =-1-. (1.13)

1 1 - х Р, 1 +--.

х Р1

Эквивалентная плотность гомогенного потока через ОУГ выражается следующим образом:

Р = Р&ОУ¥ + р1 (1 - ОУ¥) (1.14)

Сравнивая (1.13) с (1.8), можно заметить, что в отсутствии скольжения, то есть когда скорость газа равна скорости жидкости, ОУГ = ф и в этом случае р = рь

Если в потоке две фазы перемешаны и образуют однородную смесь, то такой поток называется гомогенным и скольжение в этом случае отсутствует. Поток, в котором наблюдается полное гравитационное расслоение фаз, когда жидкость движется по дну, а газ вблизи верхней образующей называется расслоенным. Кроме перечисленных двух существуют и другие режимы течения [38].

Скольжение зависит от таких физические характеристик потока, как плотность, вязкость и скорость обеих фаз, массовая доля и геометрия трубы s = s(pg, pi, Ug, ui, x), и которая, как правило, определяется экспериментально. Так в работе [46] представлена карта течений двухфазного гелия при давлении 140 кПа. Карта представляет собой график, по осям которого отложены скорости жидкой и газообразной фазы. На графике построены зависимости ug(ui) при постоянном расходе, а также при постоянной массовой доли. В точке пересечения кривых G = const и x = const легко определить скольжение, как функцию G и x. В некоторых случаях такую зависимость удается получить теоретически, прибегая к некоторым физическим предположениям относительно рассматриваемого процесса. Так в работе [136] для расслоенных потоков получена формула, в предположении, что в устоявшемся термодинамическом процессе скорость производства энтропии минимальна, потерями на трение можно пренебречь, а скорости фаз относительно невелики:

s =

Р

кР J

(1.15)

В работе [57] используя соотношения Блаузиса для коэффициента гидравлического сопротивления и некоторые приближения, следующие из эксперимента, получена формула для каналов кольцевого сечения

s =

Р

кР J

к j j

(116)

где л - динамическая вязкость. Для практических расчётов скольжения можно воспользоваться зависимостью, полученной из экстраполяции экспериментальных данных [63]

s =

f v( m)

Р

кР J

(1.17)

где т = О/А есть массовая скорость, а зависимость у(т) для каналов круглого и кольцевого сечения описывается степенным законом. Для горизонтальных потоков гелия в каналах круглого сечения она имеет вид:

у = 0, т > 200 кг

м'с (1.18)

у = 0.457т"016, 104- < т < 200-^

м с м с

Предполагается, что при достаточно больших т потоки гелия становится гомогенными (у = 0), а при небольших т < 10 кг/м2с поток расслаивается (у=1/3). Для каналов кольцевого сечения эта зависимость несколько иная:

кг

y = 0, m > 200

м2с

y = 3.43X106m"0Л6, 100-^- < m < 200-^-

м с м с

-1.66 .- кг кг

(1.19)

y = 155.6m , 40— < m < 100

y = m"0-26, 20^- < m < 40

м 2с м2с

кг . „ кг

м2с м 2с

Используя формулы (1.15) - (1.19) для скольжения и формулы (1.8) и (1.9) можно определить зависимость паросодержания от массовой доли. На рисунке 1.2 представлены зависимости ф(х) для гомогенного и расслоенного потоков в каналах круглого сечения для трех криоагентов: гелия, водорода и азота. Для промежуточных потоков, которые уже нельзя считать расслоенными, но которые еще и не гомогенные, кривая ф(х) будет лежать между двумя кривыми для этих двух случаев, в соответствии с формулами (1.18). На рисунке 1.3 представлены аналогичные зависимости, но для каналов кольцевого сечения. Температура насыщения гелия TS = 4.5 K, при которой строился график зависимости соответствует температуре системы охлаждения сверхпроводящих магнитов на ускорителе NICA [55], которая обусловлена гидравлическим сопротивлением цепочки магнитов и спецификой работы теплообменников гелиевых охладителей. Температура Ts = 23 K для водорода

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 0.0

/ ж*

/г / # ■ 1 ж * 1 * I. • 1 * 1* ' 1* 1 * * ^ * ф * Ж # У * * / / / ф ф* ф * * * *

1 /г * Г 1, 4 А ■ /| * / *' / ■I Г 1 / Ф ф г * ф * ф

1 1 * г 1 Г 1 / 1 / * # * * — Не, Тк=4.5 К. гомогенный

ч 1*1 1 I 1 / * г ' / * \*1 * 1 I / * г I- / 1 1 ■ / ' \. I * --■ Не, Тз=4.5 К. расслоенный — Нт, Тэ=23.0 К, гомогенный --■ Нт, Тэ=23.0 К, расслоенный N2, Тэ=82.0 К, гомогенный N2, Тэ=82.0 К, расслоенный

!/ V

Гг

0.2 0.4 0.6

х

0.8

1.0

Рис. 1.2. Зависимость паросодержания, ф, от массовой доли, х, для гомогенного и расслоенного потоков в каналах круглого сечения для гелия, водорода и азота.

* * Ф _ л * " . * " ****** * -

/ / / / * ф / Л'' ^ * Ж * ж ф / * / * / * л г * *

1 г 1 л .11 1 / 1 1 * /* 1 ' /* ■ I ' / * I * Ж * I ' / * 1 ' ■ / ( Т /' г ф ф ф * ф * ф ф

» г ш — Не. Т&=4.5 К, гомогенный --■ Не. Т&=4.5 К. расслоенный — Н^, Тэ=23.0 К. гомогенный --■ Н^, Тэ=23.0 К. расслоенный N2, Тз=82.0 К, гомогенный -- N2. Тз=82.0 К, расслоенный -

/■ / / / 1 1 л * *

1,1 / * |Р ' || ' 'к * {■ / * I 1 Г * 4 '

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

х

Рис. 1.3. Зависимость паросодержания, ф, от массовой доли, х, для гомогенного и расслоенного потоков в каналах кольцевого сечения для гелия, водорода и азота.

обусловлена тем, что давление Рб = 2.1 бар, соответствующее данной температуре, является характерным при заправке топливных баков космических ракет [120]. Температура для азота Тб = 82 К выбрана из тех соображений, что ошибка калибровки при данной температуре минимальна (см. главу 2).

В данной части работы решается задача по создания криогенного двухфазного расходомера в соответствии с техническим заданием для сверхпроводящего ускорителя многозарядных ионов Нуклотрон, который должны удовлетворять следующим техническим требованиям:

• иметь малое гидравлическое сопротивление,

• быть полнодиапазонным,

• иметь высокую надежность,

• иметь калибровочную зависимость, следующую из ясных физических принципов работы устройства,

• иметь хорошие метрологические характеристики (точность и воспроизводимость),

• процедура их калибровки должна быть достаточно простой и быстрой, требующей минимального числа измерений.

В техническом задании регламентируется использование расходомера для работы с горизонтальными потоками двухфазного гелия при температуре насыщения Тб = 4.5 К. Величина полного теплового потока, с которым должна справляться гелиевая система охлаждения оценивается как 1100 Вт, причем массовое паросодер-жание на выходе из системы не должно превышать 0.9 [122]. Учитывая, что теплоемкость гелия при температуре 4.5 К равна 18594 Дж/кг [101], массовый расход гелия, который должен поддерживаться в системе охлаждения должен быть не менее 65.8 г/с. Если к этой величине добавить дополнительный расход гелия 1.2 г/с необходимый для охлаждения питающих проводов [122], то верхняя граница диапазона измеряемого расхода должна составлять 67 г/с.

На практике для определения расхода однофазных сред используются множество физических явлений и эффектов. Так, в турбинных расходомерах [49] измеряется скорость вращения крыльчатки, которая зависит от линейной скорости

потока. Из-за того, что потоку надо преодолевать силу трения, данный тип расходомеров имеет низкую точность при небольших скоростях потока. Безподшипни-ковая модификация имеет меньшее трение между деталями турбины, однако эта модификация, как и предыдущая, из-за наличия движущихся частей делает эти расходомеры непригодными для криогеники.

Представителем другого класса расходомеров является расходомер с переменным сечением [49], где используется подвижная внутренняя часть, которая при увеличении скорости увлекается по направлению потока. В зависимости от того, как далеко она сместилась можно определить скорость потока. Большинство из этих устройств используют силу тяготения для возврата и поэтому должны быть установлены в вертикальной ориентации, другие используют силу упругости пружины для этой цели и поэтому могут быть установлены в любой ориентации. Из-за наличия движущихся эти расходомеры не желательно использовать для криогенных потоков.

Следующим типом расходомеров являются «жидкостно-колебательные» расходомеры [49], в которых для определения расхода используют тот факт, что при обтекании жидкостью какого-либо объекта или препятствия в жидкости могут возникать колебания. Данные расходомеры подразделяются по тому, каким способом создаются колебания. Например, в вихревых расходомерах плохо обтекаемое тело создает вихри, частота которых затем измеряется, в то время, как в расходомерах работающих на основе эффекта Коанда [79] используется физический эффект, при котором свободная струя периодически отклоняется к близлежащей поверхности какого-либо объекта и создает в нем колебания. Измеряя зависимость флуктуаций давления от времени с помощью корреляционного метода можно найти расход. Такие расходомеры хорошо работают с криогенными жидкостями [49], но становятся бесполезными, при небольших числах Рейнольдса, когда поток становится ламинарным и какие-либо осцилляции в нем отсутствуют.

В расходомерах объемного вытеснения [49] используется система с подвижными клапанами или аналогичными устройствами для забора протекающей жидкости в замкнутый объем. Когда камера заполнена до отказа, вход жидкости в нее

20

временно блокируется, после чего жидкость свободно вытекает из камеры. Скорость потока определяется по времени, в течении которого надо полностью заполнить замкнутый объем. Детали данного расходомера требуют очень высокого допуска и очень чувствительны к инородным включениям. При работе с ним надо испытывать большую осторожность, чтобы не повредить его. Из-за высокого допуска деталей они могут смерзнуть при работе с криогенными жидкостями.

Целевой расходомер и дифференциальный расходомер [49] содержат объект с известной площадью поверхности, помещенной в поток. Измеряется гидравлическая сила, действующая на объект, и на основании ее величины может быть найдена скорость потока. Как и для других расходомеров, возможности работы данного расходомера при низких скоростях ограничена. Однако данные расходомеры не работают при низких расходах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Какорин Игорь Дмитриевич, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов Г. С. Анализ метрологических характеристик установок для измерения расходных параметров продукции нефтяных скважин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2012. N 1. С. 5-14.

2. Авторское свидетельство 440585 СССР. Устройство для измерения сплошности потока жидкости / Рябцев С. И. и др. // Бюл. 1974. N 31.

3. Архаров И.А., Какорин И.Д. Методика расчёта расхода криогенных двухфазных потоков в бессепарационных расходомерах на базе сужающего устройства // Измерительная техника. 2020. N 7. С. 34-42.

4. Викторов В. А., Лункин Б. В., Совлуков А. С. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. М.: Наука, 1978. 280 С.

5. ГОСТ 18324-73. Блоки источников ионизирующих излучений для релейных радиоизотопных приборов. Общие технические условия.

6. ГОСТ Р 8.615-2005. Измерения количества извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа: Общие метрологические и технические требования.

7. Государственный реестр средств измерений 29800-05. Расходомеры многофазные универсальные. МУР-ХХ-ХХ. Срок свидетельства 01.09.2010.

8. Звягин В. П., Куницын Г. В., Федорков В. Г. Система непрерывного измерения уровня в реакторе для гидрокрекинга // Химическая техника. 2009. N 6. С. 33-35.

9. Измерение содержания компонентов и расхода нефтяных скважин / Демьянов А. А. и др. // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2007, N 8. С 3 - 8.

10. Иванов А. В., Морозов Е. А. Датчик сплошности потока (методика выбора основных параметров и структуры вторичного преобразователя) / Радиоволновые датчики: сб. трудов. М. : Институт проблем управления АН СССР, 1983.

11. Какорин И. Д., Филиппов Ю. П. Двухфазный расходомер на базе сужающего устройства и гамма-плотномера для смесей нефти и пластовой воды // Измерительная техника. 2013. N 11, С. 33-38.

12. Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 488 С.

13. Кравченко В., Риккен М. Измерения расхода с помощью кориолисовых расходомеров в случае двухфазного потока. Применение кориолисовых расходомеров в свете выхода ГОСТ Р 8.615-2005 // Законодательная и прикладная метрология. 2006. N 4. С. 37-44.

14. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975. 776 C.

15. Микроволновые и радиоволновые трехкомпонентные расходомеры для нефтяных и газовых добывающих скважин / Андрейчиков Б. И. и др. // Второй междунар. конгресс «Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего». М., 1997.

16. Многофазный расходомер MPFM 2600 // roxar.ru: Roxar Emerson Group Company. URL: http://roxar.ru/oborudovanie/mnogofaznie-sistemy/mpfm-2600 (дата обращения 11.01.2018).

17. Небогина Н. А. Влияние состава нефти и степени ее обводненности на структурно-механические свойства эмульсий: Автореф... дис. канд. хим. наук. Томск: Институт химии нефти сибирского отделения РАН, 2009. 22 С.

18. Никольский В. В., Никольская Т. И. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1989. 544 С.

19. О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в целях регулирования безопасности в области использования атомной энергии: федеральный закон РФ от 30 ноября 2011 г. № 347-ФЗ: принят Гос. Думой 22 ноября 2011 г.: одобрен Советом Федерации 25 ноября 2011 г. // Рос. газ. 2011. 7 декабря.

20. Патент 011148B1 ЕА. Способ и система для анализирования многофазных смесей / Эткинсон Я. Опубл. 27.02.2009.

21. Патент 2002100228 РФ. Способ измерения покомпонентного расхода многокомпонентного газожидкостнотвердотельного потока и устройство для его осуществления / Андрейчиков Б. И., Крюков Н. Ю. Опубл. 20.03.2004.

22. Патент 20070144268 США. Method and system for analyzing multi-phase mixtures / Atkinson I. Опубл. 28.06.2007.

23. Патент 2007034132 междунар. Systems and methods for measuring multiphase flow in a hydrocarbon transporting pipeline / Xie C., Kuhn De Chizelle Y., Jundt J. Опубл. 29.03.2007.

24. Патент 2008002185 междунар. Система измерения расхода компонентов трехкомпонентного газожидкостного потока / Фурмаков Е. Ф. и др.. Опубл. 03.01.2008.

25. Патент 2008617 РФ. Способ измерения покомпонентного расхода трехкомпо-нентного газожидкостного потока, проходящего по трубопроводу, и устройство для его осуществления / Рафиков Л. Г. и др.. Опубл. 28.02.1994.

26. Патент 20100238445 США. Method and apparatus for determining volume fractions in a multiphase flow / Roux G., Korkin R., Zakharov L. Опубл. 23.09.2010.

27. Патент 2037811 РФ. Способ определения параметров двухфазных потоков сплошных сред и устройство для его осуществления / Майсурадзе П. А. и др.. Опубл. 19.06.1995.

28. Патент 2108567 РФ. Устройство для измерения сплошности потоков крио-продуктов / Гречко А. Г. и др.. Опубл. 10.04.1998.

29. Патент 2119658 РФ. Способ измерения объемного содержания компонента многокомпонентной однородной смеси / Лункин Б. В. Опубл. 27.09.1998.

30. Патент 2184367 РФ. Способ и измерительный прибор для определения состава многофазной жидкости / Схерс А. М., Слейкерман В. Ф. Опубл. 27.06.2002.

31. Патент 2334972 РФ. Способ и устройство для определения состава многофазного потока скважинной продукции / Якимов М. Н., Коркин Р. В. Опубл. 27.09.2008.

32. Патент 2401989 РФ. Мультисенсорный анализатор расхода и состава компонентов трехкомпонентного потока нефтяных скважин / Фурмаков Е. Ф. и др.. Опубл. 20.10.2010.

33. Патент 5861755 США. Two-phase quality flow meter / Moerk J. S. et al.. Опубл. 19.01.1999.

34. Ручной ВЧ-анализатор спектра N9340B, 3 ГГц // keysight.com: Keysight Technologies. URL: http://www.keysight.com/en/pdx-x201734-pn-N9340B/handheld-rf-spectrum-analyzer-hsa-3-ghz?cc=RU&lc=rus (дата обращения 11.01.2018).

35. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: Наука, 1982. 496 С.

36. Сладовский А. Г. Состояние метрологического обеспечения измерений объемного влагосодержания нефти и нефтепродуктов // 2-я всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные вопросы метрологического обеспечения учета жидкостей и газов» / ВГУП ВНИИР. Казань, 2012.

37. Тейлор Дж. Введение в теорию ошибок. М.: Мир. 1985. 272 С.

38. Теплопередача в двухфазном потоке / Под ред. Баттерворса Д. и Хьюита Г. М.: Энергия, 1980. 328 С.

39. Трошин В. С. Характеристики радионуклидов для градуировки гамма-спектрометров. М.: НИЯУ МИФИ, 2011. 104 С.

40. Трубников Г.В., Ускорительный комплекс накопительных колец на встречных пучках тяжелых ионов NICA в ОИЯИ // URL: http://www.my-shared.ru/slide/661153 (дата обращения: 26.12.2019).

41. Урабе Ш., Кояма К. Кориолисовы расходомеры Yokogawa Rota MASS 3-й серии для измерения массового расхода и плотности // Сфера Нефтегаз. 2011. №4. С. 18-22.

42. Филиппов Ю. П., Какорин И. Д., Коврижных А. М. Двухфазные и трёхфазные расходомеры для криогеники и нефтедобычи // Материалы междунар. метрологической конференции «Актуальные вопросы метрологического обеспечения измерений расхода и количества жидкостей и газов», Казань, Россия, 2013. C. 24-26.

43. Эволюция измерений многофазных потоков и их влияние на управление эксплуатацией / Тоски Э. и др. // Нефтегазовое обозрение. 2003. Весна. С. 68-77.

44. A thermodynamic property formulation for ethylene from the freezing line to 450 K at pressures to 260 MPa / Jahangiri M. et al. // Int. J. Thermophys. 1986. V. 7. P. 491-501.

45. Abouelwafa M. S. A., Kendall E. J. M. The measurement of component ratios in multiphase systems using gamma-ray attenuation // J. Phys. E: Sci. Instrum. 1980. V. 13. P. 341-345.

46. Alexeyev A. I., Filippov Yu. P., Mamedov I. S. Flow patterns of two-phase helium in horizontal channels // Cryogenics. 1991. V. 31. P. 330-337.

47. Application of radio frequency method to measurements in cryogenics / Alexeyev A. I. et al. // Cryogenics. 1991. V. 31, P .1020-1029.

48. Arp V. D., McCarty R. D., Friend D. G. Thermophysical properties of helium-4 from 0.8 to 1500 K with pressures to 2000 MPa. NIST Technical Note 1334 (revised). Washington: U.S. Government printing office, 1998.

49. Ashmore R. H. Two-phase cryogenic flowmeter: a proof of concept. Master's thesis. The Florida State University, Florida, 2006.

50. ASTM D341-17. Standard practice for viscosity-temperature charts for liquid petroleum products // West Conshohocken: ASTM International. 2017.

URL: https://www.astm.org/Standards/D341.htm (дата обращения 11.01.2018).

51. Babelli I. M. M. Developmment of multiphase meter using gamma densitometer concept // Proc. of International Nuclear Conference INC97. Kuala Lumpur, Malaysia, 1997. P. 371-389.

52. Bishop C. M., James G. D. Analysis of multiphase flows using dual-energy gamma densitometry and neural networks // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 1992. V. 327. P. 580-593.

53. Buchner R., Hefter T. G., May P. M. Dielectric relaxation of aqueous NaCl solutions // J. Phys. Chem. A. 1999. V. 103. P. 1-9.

54. Bukur D. B., Daly J. G., Patel S. A. Application of gamma-ray attenuation for measurement of gas holdups and flow regime transitions in bubble columns // Ind. Eng. Chem. Res. 1996. V. 35. P. 70-80.

55. Cryogenic test of the full-size superconducting magnet for the Booster synchrotron of the NICA project / Khodzhibagiyan H. G. et al. // Physcs. Proc. 2012. V. 36. P. 1083-1086.

56. CST MICROWAVE STUDIO® // cst.com: Dassault Systemes. CST - Computer Simulation Technology. URL: http://www.cst.com/products/cstmws (дата обращения 11.01.2018).

57. Danilov V. V., Filippov Yu. P., Mamedov I. S. Peculiarities of void fraction measurement applied to physical installation channels cooled by forced helium flow // Adv. Cryog. Eng. 1990. V. 35. P. 745-754.

58. Dedikov Yu.A., Filippov Yu.P. // Proc of 17th International Conference on High-Energy Accelerators. Dubna. Russian Federation. 1998. P. 305-307.

59. Density measurement LB 444 // berthold.com: Berthold Technologies. URL: https://www.berthold.com/en/pc/density-measurement/density-meter-lb-444 (дата обращения 11.01.2018).

60. Determination of void fraction and flow regime using a neural network trained on simulated data based on gamma-ray densitometry / Abro E. et al. // Meas. Sci. Technol. 1999. V. 10. P. 619-630.

61. Dunphy K., Patten T., O'Banion T. Cryogenic service with micro motion® flowmeters // emerson.com Emerson. URL: http://www.emerson.com/ documents/auto-mation/Cryogenic-Service-with-Flowmeters-en-63714.pdf (дата обращения 11.01.2018).

62. Elseth G. An experimental study of oil-water flow in horizontal pipes. PhD thesis. The Norwegian University of Science and Technology, Porsgrunn, 2001.

63. Filippov Yu. P. Characteristics of horizontal two-phase helium flows: part I -Flow patterns and void fraction // Cryogenics. 1999. V. 39. P. 59-68.

64. Filippov Yu. P. How to measure void fraction of two-phase cryogenic flows // Cryogenics. 2001. V. 41. P. 327-334.

65. Filippov Yu. P., Kakorin I. D. A method for calibrating cryogenic void fraction RF-sensors having around cross-section and estimating their accuracy // Cryogenics. 2016. V. 79. P. 63-73.

66. Filippov Yu. P., Kakorin I. D. Approach to monitor large two-phase LNG flows // Flow Meas. Instrum. 2016. V. 52. P. 163-169.

67. Filippov Yu. P., Kakorin I. D., Kovrizhnykh A. M. New solutions to produce a cryogenic void fraction sensor of round cross-section and its applications // Cryogenics. 2013. V. 57. P. 55-62.

68. Filippov Yu. P., Kakorin I. D., Kovrizhnykh A. M. Sensors, instrumentation and methods for measurements in two- and three-phase flows occurring in oil and LNG production industry // 3rd International Conference on Sensors and Electronic Instrumentation Advances SEIA2017, Moscow, Russia, 2017.

69. Filippov Yu. P., Kakorin I. D., Panferov K. S. Influence of temperature on the algorithm to define salty water-in-oil flow characteristics // Int. J. Multiphas. Flow. 2014. V. 58. P. 52-56.

70. Filippov Yu. P., Panferov K. S. Diagnostics of salty water-in-oil two-phase flow // Int. J. Multiphas. Flow. 2012. V. 41. P. 36-43.

71. Filippov Yu. P., Panferov K. S. The system for diagnostics of the two-phase liquefied natural gas flow // Proc. of the 11-th International Conference on Cryogenics. Bratislava, Slovakia, 2010. P. 87-91.

72. Filippov Yu. P., Panferov K. S. Two-phase cryogenic flow meters. Part I - Realization of the calorimetric method // Cryogenics. 2011. V. 51. P. 635-639.

73. Filippov Yu. P., Panferov K. S. Two-phase cryogenic flow meters. Part II - How to realize the two-phase pressure drop method // Cryogenics. 2011. V. 51. P. 640645.

74. Flow-rate measurements of a dual-phase pipe flow by cross correlation technique of transmitted radiation signals / Jung S. et al. // Appl. Radiat. Isot. 2009. V. 67. P. 1254-1258.

75. Foster-Miller creates first accurate flow meter for cryogenic liquids // mstarlabs.com: Microstar Laboratories. URL: http://mstarlabs.com/ apeng/fos-term.html (дата обращения 11.01.2018).

76. Hilland J. Simple sensor system for measuring the dielectric properties of saline solutions // Meas. Sci. Technol. 1997. V. 8. P. 901-910.

77. Hinkelmann M. FAIR - facility for antiproton and ion research // fair-center.de: Facility for Antiproton and Ion Research in Europe GmbH. URL: http://www.fair-center.de/fileadmin/fair/publications_FAIR/FAIR_Brochure_EN_2010.pdf (дата обращения 06.07.2010).

78. Hubbell J. H., Seltzer S. M. Tables of X-ray mass attenuation coefficients and mass energy-absorption coefficients from 1 keV to 20 MeV for elements Z = 1 to 92 and 48 additional substances of dosimetric interest // nist.gov: National Institute of Standards and Technology. URL: https://www.nist.gov/pml/x-ray-mass-attenuation-coefficients (дата обращения 11.01.2018).

79. Hunt R. C. Oscillatory flowmeters: an effective solution for flow measurement // fluidicflowmeters.com: Fluidic Flowmeters. URL: http://www.fluidicflowme-ters.com/pdfs/PT-4-New.pdf (дата обращения 11.01.2018).

80. Jacobsen R.T., Stewart R.B., Jahangiri M. A thermodynamic property formulation for nitrogen from the freezing line to 2000 K at pressures to 1000 MPa // Int. J. Thermophys. 1986. V. 7. P. 503-511.

81. Jiang Y., Rezkallah K. S. An experimental study of the suitability of using a gamma densitometer for void fraction measurements in gas-liquid flow in a small diameter tube // Meas. Sci. Technol. 1992. V. 4. P. 496-505.

82. Johansen G. A., Jackson P. Salinity independent measurement of gas volume fraction in oil/gas/water pipe flows // Appl. Radiat. Isotopes. 2000. V. 53. P. 595-601.

83. Khodzhibagiyan H. G., Fischer E., Kovakenko A. D. New design for the SIS100/300 magnet cooling // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2006. V. 16. P. 411414.

84. Kumara W. A. S., Halvorsen B. M., Melaaen M. C. Single-beam gamma densitometry measurements of oil-water flow in horizontal and slightly inclined pipes // Int. J. Multiphas. Flow. 2010. V. 36. P. 467-480.

85. Lebrun P. Superfluid helium cryogenics for the large hadron collider project at CERN // Cryogenics. 1994. V. 34. P. 1-8.

86. Lemmon, E.W., Bell, I.H., Huber, M.L., McLinden, M.O. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP, Version 10.0, National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg, 2018.

87. Liu H., Wang T. A model for correcting for the effect of fluctuating voids in radiometric diagnosis of two-phase-flow // Appl. Radiat. Isotopes. 1991. V. 43. P. 761766.

88. LNG import terminals -recent developments / Tarlowski J. et al. // chere-sources.com: Your Chemical Engineering Community. URL: http://www.chere-sources.com/lng_terminals.pdf (дата обращения 11.01.2018).

89. Lovell T. W., Dresar N. T. V. Cryogenic radio frequency two-phase flowmeter // Transactions of the Cryogenic Engineering Conference. 2006. V. 51. P. 273-280.

90. Lunkin B. V., Sovlukov A. S., Ivanov A. V. Radiowave measurements of two-phase flow continuity in pipelines // Proc. of the Int. Symposium «Flow. Its measurement and control in science and industry». 1980. V. 2. P. 209-217.

91. Measurement of void fraction and flow rate of LNG flow / Arkharov A. M. et al. // Adv. Cryog. Eng. 1998. V. 43. P. 795-802.

92. Mehrotra A. K. Modeling the effects of temperature, pressure, and composition on the viscosity of crude oil mixtures // Ind. Eng. Chem. Res. 1990. V. 29. P. 15741578.

93. Metrological systems for monitoring two-phase cryogenic flows / Filippov Yu. P. et al. // Cryogenics. 2000. V. 40. P. 279-85.

94. Modelling and characterization of diluted and concentrated water-in-crude oil emulsions: comparison with classical behavior / Quintero C. G. et al. // Rheol. Acta. 2008. V. 47. P. 417-424.

95. Modular data acquisition system for cryogenics / Filippov Yu. P. et al. // Proc. of 22-th International Cryogenic Engineering Conference ICEC 22, Seoul, Korea, 2008. P. 419-424.

96. Monitoring of multiphase flows for different applications / Filippov Yu. P. et al. // 12th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics ICHMT, Costa del Sol, Spain, 2016.

97. Monitoring of multiphase flows for superconducting accelerators and others applications / Filippov Yu. P. et al. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2017. V. 14. P. 602-614.

98. Neftemer - a versatile and cost effective multiphase meter / Kratirov V. et al. // 24 International North Sea Flow Measurement Workshop. Glasgow, UK, 2006.

99. New cryogenic controls for the Tevatron low temperature upgrade / Norris B. et al. // Adv. Cryog. Eng. 1993. V. 39B. P. 1185-1192.

100. New multi-phase flow metering technology available for industrial measuring units in the oil and gas industry / Casimiro R. et al. // Oil Field Equipment. 2014. N 5. P. 114-118.

101. NIST standard reference database 23: reference fluid thermodynamic and transport properties - REFPROP 10.0 / Lemmon E.W et al. // NIST, Gaithersburg, 2018.

102. On the phase inversion process in an oil-water pipe flow / Piela K. et al. // Int. J. Multiphas. Flow. 2008. V. 34. P. 665-677.

103. Ortiz Vega D.O. A new wide range equation of state for helium-4. Ph.D thesis. A&M University, Texas, 2013.

104. Pan L. High pressure three-phase (gas/liquid/liquid) flow. Ph.D thesis. Imperial College, London, 1996.

105. Patten T., Dunphy K. Flow measurement in bitter cold: how to use Coriolis meters in cryogenic service // emerson.com Emerson. URL: http://www.emer-son.com/documents/automation/how-to-use-coriolis-meters-in-cryogenic-services-en-64076.pdf (дата обращения 11.01.2018).

106. PCA-6773. User manual // advantech.com: Advantech Corporation. URL: http://advdownload.advantech.com/productfile/Downloadfile4/1-13R2S36/PCA-6773_User_Manual_Ed.2.pdf (дата обращения 11.01.2018).

107. Petric M., Swanson B. S. Radiation attenuation method of measuring density of a two-phase fluid // Rev. Sci. Instrum. 1958. V. 29. P. 1079-1085.

108. Petroleum engineering handbook / Ed. by Bradley H. B. // Richardson: SPE, 1987. P. 1824.

109. Phase inversion in the mixing zone between a water flow and an oil flow through a pipe / Piela K. et al. // Int. J. Multiphas. Flow. 2009. V. 35. P. 91-95.

110. Project of the Nuclotron-based ion collider facility (NICA) at JINR / Trubnikov G. V. et al. // Proc. of 11th EPAC, Genoa, Italy, 2008. V. 08. P. 2581-2583.

111. Reschke D. Thermal model calculations for 1.3 GHz TTF accelerator cavities // Proc. of the Workshop on RF Superconductivity, Abano Terme (Padova), Italy, 1997. P. 385-396.

112. Roxar 2600 multiphase meters // emerson.com: Emerson. URL: http://www.emerson.com/en-us/catalog/roxar-2600-multiphase (дата обращения 11.01.2018).

113. Roxar subsea multiphase meters // emerson.com: Emerson. URL: http://www.emerson.com/en-us/catalog/automation-solutions/roxar-subsea-multiphase (дата обращения 11.01.2018).

114. Schmidt R., Wagner W. A new form of the equation of state for pure substances and its application to oxygen // Fluid Phase Equilib. 1985. V. 19. P. 175-200.

115. Sensors, instrumentation and methods for measurements in two-phase cryogenic flows / Filippov Yu. P. et al. // 3rd International Conference on Sensors and Electronic Instrumentation Advances SEIA2017, Moscow, Russia, 2017.

116. Sensors, instrumentation and methods to monitor two- and three-phase flows: from cryogenics to oil production / Filippov Yu. P. et al. // Sensors & Transducers Journal. 2017. V. 217, P. 14-22.

117. Serio L. A cryogenic helium mass flowmeter for the large hadron collider. Ph.D thesis. Cranfield University, Cranfield, 2007.

118. Shear and electrical property measurements of water-in-oil emulsions and implications for multiphase flow meters / May E. F. et al. // Energy Fuels. 2008. V. 22. P. 3308-3316.

119. Sherman P. Emulsion science. London, New York: Academic Press. 1968. 496 P.

120. Space Shuttle external tank // en.wikipedia.org: Wikepedia. The free encyclopedia. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_external_tank (дата обращения 11.01.2018).

121. SP MPFM // haimotech.com: Haimo Technologies Group Corp. URL: http://www.haimotech.com/Products-and-Services/MPFM/SP-MPFM.html (дата обращения 11.01.2018).

122. Superconducting magnets for the NICA accelerator complex in Dubna / Khodzhi-bagiyan H. G. et al. // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2011. V. 21. P. 1795-1798.

123. Stahl P., Rohr P. R. On the accuracy of void fraction measurements by single-beam gamma-densitometry for gas-liquid two-phase flows in pipes // Exp. Therm Fluid Sci. 2004. V. 28. P. 533-544.

124. The Maxima book / Souza P. N. et al. // maxima.sourceforge.net: Maxima, a Computer Algebra System. 2004. URL: http://maxima.sourceforge.net /docs/maxima-book/maximabook-19-Sept-2004.pdf (дата обращения 11.01.2018).

125. Theuveny B., Segeral G., Moksnes P. O. Detection and identification of scales using dual energy / venturi subsea or topside multiphase flow meters // Proc. of Offshore Technology Conference. Houston, USA, 2001.

126. Timmerhaus K. D., Flynn T. M. Cryogenic process engineering. New York: Plenum Press. 1989. P. 612.

127. Tjugum S., Frieling J., Johansen G. A. A compact low energy multibeam gamma-ray densitometer for pipe-flow measurements // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B. 2002. V. 197. P. 301-309.

128. Vx multiphase well testing technology // slb.com: Schlumberger. URL: http://www.slb.com/services/characterization/testing/multiphase/vx_technol-ogy.aspx (дата обращения 11.01.2018).

129. Tsukamoto O., Harada K. Determination of the flow velocity of a cryogenic fluid by use of a correlation technique // Advances in Cryogenic Engineering. 1978. V. 23. P. 391-396.

130. Walther C. The evaluation of viscosity data // Erdol Teer. 1931. V. 7. P. 382-384.

131. Water-cut analyzers // phasedynamics.com: Phase Dynamics. Technology for Precision Measurement. URL: http://www.phasedynamics.com/ index.php/prod-ucts/watercutanalyzer (дата обращения 11.01.2018).

132. Well production units. Flowatch 3I // fiorentini.com: Pietro Fiorentini. URL: https://www.fiorentini.com/ww/en/product/completesolutions/ wellproduc-tionunits/flowatch_3i_2 (дата обращения 11.01.2018).

133. Well production units. Flowatch HS // fiorentini.com: Pietro Fiorentini. URL: https://www.fiorentini.com/ww/en/product/completesolutions/ wellproduc-tionunits/flowatch_hs_2 (дата обращения 11.01.2018).

134. Xiao-Xuan Xu. Study on oil-water two-phase flow in horizontal pipelines // J. Pet. Sci. Eng. 2007. V. 59. P. 43-58.

135. Zhang J. et al. The calibration of the pressure sensor at the ultra-low temperature // Appl. Mech. Mater. 2011, V. 80-81. P. 698-703.

136. Zivi S. M. Estimation of steady-state steam void-fraction by means of the principle of minimum entropy production // J. Heat Transfer. 1964. V. 86. P. 247-251.