НАУКОВІ ЗАСАДИ ГЕНЕРАЦІЇ ВІДТВОРЮВАНИХ ЗНАЧЕНЬ ПОТЕНЦІАЛУ ПРОТІКАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІДИН КАПІЛЯРНИМИ ПЕРВИННИМИ ПЕРЕТВОРЮВАЧАМИ

Анотація

У статті розроблено та експериментально обґрунтовано наукові засади генерації відтворюваних значень потенціалу протікання технологічних рідин капілярними первинними перетворювачами для задач експрес-контролю їх якості в нафтогазовій і суміжних галузях. Актуальність дослідження зумовлена обмеженнями традиційних методів визначення якісних показників технологічних рідин, зокрема вмісту в них води, щодо оперативності, вартості і придатності до автоматизації. Метою роботи є встановлення кількісно обґрунтованих критеріїв вибору геометричних параметрів прямого капіляра на основі аналізу та узагальнення фізичної і математичної моделей електрокінетичного явища потенціалу протікання. У роботі системно пов’язані умови формування відтворюваних значень потенціалу протікання з параметрами гідродинамічної подібності течії, зокрема критерієм Рейнольдса, та геометричними характеристиками капіляра. Встановлено, що відтворювані значення потенціалу протікання формуються за умов гідродинамічної подібності течій і забезпечення достатньої довжини капіляра, яка перевищує довжину ділянки гідродинамічної стабілізації не менш ніж у (1,2–1,5) рази. Обґрунтовано доцільність використання капілярів із радіусом, більшим за товщину подвійного електричного шару, що дозволяє зменшити вплив поверхневої провідності і забезпечити стабільність результатів вимірювань. Запропоновано гіпотезу про існування трьох характерних ділянок течії рідини в капілярі – гідродинамічної стабілізації, електрокінетичної стабілізації та усталеного режиму генерації потенціалу протікання. Отримані результати створюють науково обґрунтовану основу для вдосконалення інформаційно-вимірювальних систем експрес-контролю якості технологічних рідин за методом потенціалу протікання шляхом оптимізації геометричних і гідродинамічних параметрів капілярних первинних перетворювачів, що забезпечує підвищення відтворюваності, точності та надійності вимірювань.