W artykule przedstawiono zasadę i zastosowanie metody absorpcji promieniowania gamma w badaniach przepływów dwufazowych w rurociągach. Pokazano przykłady jej wykorzystania do pomiaru prędkości transportu fazy mniejszościowej w przepływach mieszanin typu ciecz - gaz w rurociągu poziomym oraz ciecz - cząstki ciała stałego w rurociągu pionowym. Omówiono instalacje doświadczalne, na których prowadzono badania oraz zastosowane statystyczne metody analizy sygnałów uzyskiwanych z detektorów scyntylacyjnych: metodę korelacji wzajemnej i metodę fazy wzajemnej gęstości widmowej mocy. Podano przykładowe wyniki pomiarów prędkości uzyskane przy zastosowaniu wymienionych metod oraz określono niepewności pomiarów.
EN
This paper presents the principle of gamma absorption method and its application to two phase flow evaluation in pipelines. It shows how the gamma absorption set, consisting of two radioactive sources 241Am and two scintillation probes, may be applied to the measurement of minority phase velocity (bubbles in a liquid-gas flow and nodules in hydrotransport of solid phase). These phenomena were investigated in a horizontal, and in a vertical flows . The paper is divided into five sections. The first is a short introduction to the subject. Section 2 presents the basis of the gas and solid phase velocity measurement using the gamma absorption method. Next section describes two laboratory installations. The cross-correlation and cross-spectral analysis of recorded signals and the uncertainty evaluation of the mean velocity are given in Section 4. The uncertainty of the mean velocity of minority phase of the mixture is reduced to 0,5% for gas and to 1% for solid particles. Section 5 summarizes the results and gives final remarks. The authors conclude that the gamma absorption measurements in connection with statistical methods of signal analysis based on cross-correlation and phase spectrum may be applied to many complex mixtures transported through horizontal and vertical pipelines.
W artykule przedstawiono zastosowanie charakterystyki fazowej wzajemnej gęstości widmowej mocy do analizy sygnałów uzyskiwanych w radioizotopowych badaniach przepływów dwufazowych w rurociągach. Pokazano jak wykorzystanie zestawu absorpcyjnego, złożonego z dwóch źródeł promieniowania gamma 241Am i dwóch sond scyntylacyjnych NaI(Tl), oraz analizy widmowej sygnałów umożliwia pomiar prędkości transportu fazy mniejszościowej w przepływach typu ciecz-gaz w rurociągu poziomym oraz ciecz-cząstki ciała stałego w rurociągu pionowym.
EN
The paper presents an application of phase of the cross-power spectral density (CSPD) distribution to analysis of stochastic signals recorded during radiometric analysis of two-phase flows in pipelines. It shows, how a gamma absorption set, consisting of two radioactive sources 241Am and two scintillation probes NaI(Tl), may be applied to investigation of a gas transportation by liquid in a horizontal pipe and solid particles transportation by a liquid in a vertical pipe. The linear mean velocity of the minority phase transportation was calculated using phase of CSPD of digital signals recorded by the two scintillation probes. The paper is divided into four sections. The first one is a short introduction to the subject of the paper. Section 2 presents the basis of the two-phase flow velocity evaluation by the gamma absorption method (Fig. 1, Eq. 1). Following that the spectral analysis of recorded signals (Eq. 2, Eq. 4; Fig. 4 and Fig. 5) and the uncertainty evaluation of the mean linear velocity (Eq. 6) are given in Section 3. The uncertainty of the mean velocity of the flow's minority phase was reduced to 0,5% for gas and to 1% for solid particles. Finally the Section 4 summarizes the results and presents final conclusions of the paper. The authors conclude that phase spectrum analysis may be applied to meas-urement of a minority phase velocity by the gamma absorption measurements of two-phase mixtures transported through pipelines. This method is especially convenient for relatively high values of signal-to-noise ratio. Słowa kluczowe: przepływ dwufazowy, absorpcja promieniowania gamma, sygnały stochastyczne, wzajemna gęstość widmowa mocy
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.
W pracy przedstawiono wyniki dotychczas wykonywanych badań stanowiących rozwinięcie przyjętej koncepcji traktowania prądów błądzących jako prądów nałożonych ze stochastyczną składową zmienną. Zaproponowano analizę prądów błądzących jako szumów elektrochemicznych wywołanych prze trakcję elektryczną. Polaryzacja o charakterze losowym występuje na granicy faz metal-środowisko na konstrukcjach podziemnych eksploatowanych w rejonach oddziaływania prądów błądzących oraz na anodach w automatycznych instalacjach ochrony katodowej. Zaprezentowano zastosowanie metody analizy sygnałów towarzyszących prądom błądzącym. Przedstawiono podstawowe funkcje określone dla rzeczywistego układu - rurociągu stalowego w ziemi. Omówiono spektralną analizę prądów błądzących oraz podano typowe wyniki uzyskane z danych pomiarowych. Wskazano na istniejące analogie pomiędzy badaniami prądów błądzących i samoistnych szumów elektrochemicznych.
EN
In the paper results have been presented of carried out investigations being the development of the adopted concept of treating stray currents as currents superimposed on a stochastic variable component. Analysis has been proposed of stray currents as electrochemical noise caused by electric tractions. Polarisation random in character occurs on the metal phase - environment border on underground structures situated in stray current interaction regions and on anodes in automatic cathodic protection installations. Analysis methods have been presented of signals accompanying stray currents. Basic functions have been presented, determined for a real system - a buried steel pipe. The spectral analysis of stray currents has been described and typical results obtained from measurement data have been given. Existing analogies have been indicated between investigations of stray currents and spontaneous electrochemical noise.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.