Badania przepływu dwufazowego ciecz - ciało stałe w rurociągu pionowym metodami radioizotopowymi Cześć 1. Pomiar prędkości transportu ziaren fazy stałej

• Autorzy: Zych M. , Petryka L. , Hanus R.

Warianty tytułu

EN

Radioisotope evaluation of two phase liquid-solid flow in a vertical pipe Part 1. Measurement of the velocity of solid particles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono wykorzystanie izotopów promieniotwórczych do opisu unoszenia przez ciecz cząstek ciała stałego w rurociągu pionowym. Pokazano jak zastosowanie zestawu absorpcyjnego złożonego z dwóch źródeł promieniowania gamma 241Am i dwóch sond scyntylacyjnych umożliwia zarówno pomiar prędkości przepływu jak i koncentracji objętościowej fazy stałej. W prezentowanej metodzie średnia prędkość przepływu ziaren była wyznaczana przy zastosowaniu metody korelacji wzajemnej sygnałów rejestrowanych przez sondy. Dla ilustracji posłużono się pomiarami wykonami na potrzeby transportu hydraulicznego konkrecji polimetalicznych z dna Pacyfiku.

EN

The paper presents an application of radioisotopes to description of transportation of solid particles by a liquid in a vertical pipe. It shows how the gamma absorption set, consisting of two radioactive isotopes 241Am and two scintillation probes, may be applied to measurements of both solid particles velocity and volumetric concentration of a flow. In this case the mean velocity of the solid phase transportation is evaluated by a cross-correlation of digital signals recorded by the probes. The paper is divided into five sections. The first is a short introduction to the subject of the paper. Section 2 presents the basis of solid particles velocity measurement by the gamma absorption method (Fig. 1, Eq. 1). Section 3 describes the laboratory installation (Fig. 2) which is an example of the transportation of ceramic models of pebbles expected during exploitation of polymetallic deposits from the Pacific. The diameter and concentration of solid particles were found to be variable and stochastically distributed in the stream. The cross-correlation analysis of the recorded signals (Eq. 2, Fig. 4) and the uncertainty evaluation of the mean velocity (Eq. 3) are given in Section 4. The uncertainty of the mean velocity of the solid particles is reduced to 1%. Section 5 summarises the results and presents final remarks. The authors conclude that the method described in this paper can be applied to many similar complex streams transported through pipelines.

Słowa kluczowe

PL

przepływ dwufazowy; hydrotransport; absorpcja promieniowania gamma; sygnały stochastyczne; korelacja wzajemna

EN

two phase flow; vertical hydrotransport; gamma absorption method; stochastic signals; cross-correlation

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 4
• Strony: 315--317
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Zych M.

autor

Petryka L.

autor

Hanus R.

• Katedra Geofizyki, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] Tavoularis S.: Measurement in fluid mechanics. Cambridge University Press 2005.
• [2] Zych M.: Wykorzystanie metod jądrowych w badaniach trans-portu hydraulicznego fazy stałej w rurociągu pionowym. Rozprawa doktorska, AGH WFiIS, Kraków 2006.
• [3] Sobota J., Boczarski S., Petryka L., Zych M.: Radioisotope Measurements of Nodule Transport Velocities in a Vertical Pipe. 12th International Conference on Transport & Sedimentation of Solid Particles, Prague, Czech Republic 2004.
• [4] Mizerski W., Szamałek K.: Geologia i surowce mineralne oceanów. PWN, Warszawa 2009.
• [5] AEA Technology – QSA Holdings Ltd., katalog firmowy, www.aeat-qsa.com/html/index_sources.html
• [6] Petryka L.: Application of radioisotope measurements in two-phase flow analysis. 12th International Conference on Transport & Sedimentation of Solid Particles, Prague 20-24 September 2004.
• [7] Charlton J. S., et all.: Guidebook on radioisotope tracers in industry. IAEA Technical Reports Series No 316, Vienna 1990.
• [8] Petryka L., Zych M., Hanus R.: Stanowisko do oceny metod pomiaru przepływu cieczy w rurociągu. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 54, Nr 12/2008, str. 863-865.
• [9] Beck M. S., Pląskowski A.: Cross-correlation flowmeters. Adam Hilger, Bristol 1987.
• [10] Petryka L., Hanus R., Zych M.: Analiza statystyczna sygnałów w radioizotopowych pomiarach przepływów dwufazowych. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 54, Nr 12/2008, str. 866-868.
• [11] Petryka L., Oszajec J.: The cross-correlation method of solid particle velocity measurements in industry. Nuclear Geophysics Vol. 7, No 2, 1993, 323-333.
• [12] Piersol A. G.: Time delay estimation using phase data. IEEE Transactions on ASSP, Vol. 29, No 3, June 1981.
• [13] Hanus R.: Estymacja czasu opóźnienia z fazy wzajemnej gęstości widmowej mocy. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 53, Nr 9bis/2007, str. 206-208.
• [14] Bendat J. S., Piersol A. G.: Random data - analysis and measurement procedures. John Wiley, New York 2000.
• [15] Wyrażanie niepewności pomiaru - przewodnik. Główny Urząd Miar, Warszawa 1999.