コンテンツにスキップ

Rheonics 輸送燃料の持続可能性のためのプロセス密度計 - EMPIR EURAMETとインペリアル・カレッジ・ロンドンの熱力学グループによるSAFESTプロジェクト

Rheonics インライン密度および粘度センサーはEMPIR EURAMET Safestプロジェクトで使用されました 【1] 実験室環境で燃料を模倣した試験流体の粘度と密度を正確に測定しました。 【2]。 の必要性 燃料ラインの流量計測の改善は、道路および海上輸送部門の持続可能性にとって重要です。Safest プロジェクトでは、インライン密度および粘度測定用の市販センサーを比較することを目指しました。 Rheonics センサーは信頼性の高い正確な粘度と密度の測定ができることがわかった。 【3].

センサー結果の分析

7 つの大学が、それぞれ単一のブランドから、インライン密度および粘度測定装置に関する調査結果を提供しました。実験のセットアップと方法は大きく異なり、EMPIR EURAMET Safest プロジェクトの成果物 (DXNUMX) にすべて記載されています。 【3].

市販のセンサーの結果からの結論は、さまざまなプロトコルのため、レポートでは表面的なレベルで比較されていますが、テストされた 3 つのブランドはすべて個別に許容できる密度測定値を与えると判断されました。 テストされたブランドは、市場にある密度計の主なタイプをカバーしています。:

  1. バランス型ねじり共振器 (BTR)
  2. 振動管(VT)
  3. 音叉(TF)
  4. コリオリ計(CM)
タイプメーカーモデル
BTRRheonicsSRV
BTRRheonicsSRD密度と粘度
VTアントンパールL-デンス 3300密度
VTアントンパールL-デンス 7400密度
VT付きCMエマーソンCMFS050M密度と流れ
TFエマーソンFVM 拡張機能密度と粘度
この投稿では、市販のインライン密度計と粘度計に関する調査の主な結果を報告します。

インペリアルカレッジの実験テスト Rheonics センサー

バランス型ねじり共振器ベースのプロセス密度および粘度センサー、SRD、 Rheonics インラインセンサーチャンバーを含む恒温槽でテストされ、テスト流体の流量はISCOシリンジポンプで制御されます。実験は15、35、55、75℃、1~100bar、0~45ml/分で行われた。連続流は維持され、システムは測定前に15分間平衡化される。それにもかかわらず、 チャンバーが浴槽の設定温度に到達しない. SRD からの出力粘度は信頼性が高く、正確であると考えられています。 補正フィットを適用し、その後、データはTait-Andrade方程式から生成された参照データと一致します( 【3])。これらの補正フィットは、平衡に達したにもかかわらず、システム内で温度の不均一性が観測されたために必要になります。センサーの長さに沿った温度の偏差は、チャンバー内の粘度が全体的に均一ではないことを意味します。密度についても同じ偏差がありますが、 SRD密度測定は、ここでの補正なしで正確かつ信頼できるものとみなされます。ただし、ここで多項式補正を適用して、参照データをより完全に一致させることができます。システム内の温度の不均一性により、センサーの反対側の端が熱平衡状態にない場合に密度測定に偏差が生じることもあります。より長いプローブを使用して、内部共振器が均一な温度環境に完全に浸るようにすることができます。

Rheonics プロセス粘度計 SRV も評価され、インラインでの粘度と温度の許容可能な測定値が得られることが確認されました。

インペリアルカレッジによる、2つのディーゼル代替物であるメチルドデカン酸とエチルテトラデカン酸を使用してSRVとSRDをテストするための実験装置 【3],【4]

ケムニッツ工科大学がアントンパール社のセンサーをテストする実験

振動管密度計のテストは、ケムニッツ工科大学でアントンパール社のL-Dens 3300と7400を使用して実施されました。 15、25、35℃、1~10bar、0~15ml/分で実施しました。これらも小規模な実験室規模で実施しました。 2バール以下の圧力では測定は不可能になった 低流量では振動管の振動が不安定になるためです。サンプル量が限られているため、デバイスの仕様に反して低流量と静的測定が使用されました。デバイスの仕様では、これらの低流量はチューブ内でサンプルの加熱につながるとされており、この影響が観察されました(+3 °C)。しかし、 両方のセンサーは正確な密度測定を提供するとみなされた L-Dens 7400はL-Dens 3300よりわずかに優れていますが、 実験者は、最適な精度を得るためには実際に動的なプロセス条件を維持する必要があると指摘している。.

ケムニッツ工科大学による、アントンパール社の L-Dens 3300 および L-Dens 7400 を 2,4,6,8 つのディーゼル代替物 (メチルドデカン酸、エチルテトラデカン酸、2,4,6,8,10-テトラオキサノナン、XNUMX-ペンタオキサウンデカン) でテストするための実験セットアップ 【3],【4]

エマソンのセンサーをテストする国立リチェルカメトロロジカ研究所 (INRIM) の実験

エマソンの050つの密度および粘度センサー(マイクロモーションELITE CMFSXNUMXMおよびマイクロモーションフォーク粘度/密度計(FVM))が、より大規模なスケールでテストされました。 より Rheonics および Anton Paar センサーを上記のセクションで使用しました。具体的には、Emerson デバイスは 20 ~ 40 °C、2 ~ 8 bar、5 ~ 50 L/分でテストされました。異なるセットアップで異なる流体がテストされたため、比較可能性が制限されます。

 

 

 

 

 

 

 

 

INRIM の水流テスト用実験装置 (左の画像) と油流テスト用実験装置 (右の画像) 【3]

エマーソン密度計の場合、 圧力と流量は測定精度に影響しませんが、温度が上昇すると測定誤差が増加します。 温度補正を適用すると、密度データは許容できる精度になりましたが、これらの補正は各流体とセットアップごとに定義する必要がありました。CFMS050M では、正確な密度と粘度データを得るために、温度と圧力の両方に補正係数が追加されました。

最終的に、これらのデバイスに関する判断は読者に委ねられましたが、圧力と温度を考慮した補正はデータの正確さにおいて非常に重要でした。

結論

テストされた市販のセンサーはすべて密度測定に使用できますが、メーカーの制限外で使用する場合は補正係数が必要になります。制限外の操作や不均一な流れでの操作は推奨されませんが、このレポートの結果は、市販のセンサーがシステムの不完全性にもかかわらず、引き続きかなり正確なデータを提供していることを示しています。 Rheonics アントンパール社のセンサーは低流量、低容量でテストされ、エマソン社のセンサーは数桁高い流量と容量で研究されました。3 つのセンサーすべてをより広範囲の流量とシステム容量でテストすれば、センサーの性能をより正確に比較できるようになります。しかし、プロジェクトで調査されたさまざまな規模について、これらの研究は、自動車から船舶まであらゆる規模の燃料計測に利用できる市販センサーがあることを証明しています。

Rheonics レビューと推奨事項

テストされるさまざまなセンサーで熱平衡を達成することは、流体センサーを設定する上で重要な側面です。 Rheonics センサーについては、具体的には次のシステムの詳細を考慮することができます。

  • 低流量が使用されたが、 Rheonics ここでのセンサーは、 Rheonics SRVとSRDは、最大10m/sの流量環境での測定も可能です。これは、1300インチと340インチのスケジュール5000鋼管でそれぞれ1320L/分(2ガロン/分)と4L/分(40ガロン/分)に相当します。この範囲は、 Rheonics EMPIR EURAMET Safestプロジェクトで燃料の持続可能性について研究されたすべての流量に適したセンサー 【1].
  • SRDで見られるように、共振器プローブに沿った熱不均衡を打ち消すために、より長い挿入プローブを使用することができる。 【5] .
  • 不完全な条件であっても、 Rheonics SRV と SRD は、幅広い流量と用途に対応する信頼性と精度の高いインライン粘度および密度計です。

参考情報

【1] EURAMET 最も安全なプロジェクト

【2] 最も安全なプロジェクト成果物

【3] インライン計測の進歩に関する報告

【4] 輸送部門向けの持続可能な高度な流量計校正

【5] SRDの温度バランスを維持して高密度精度を実現

【6] インペリアル・カレッジの JP Martin Trusler グループ

検索