ОЦІНЮВАННЯ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ ПАРАМЕТРІВ ГАЗУ В ПОШКОДЖЕНОМУ ГАЗОПРОВОДІ НА ОСНОВІ МОДЕЛІ СТАЦІОНАРНОГО РУХУ ГАЗУ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.68(2).2024.318282Ключові слова:
втрати газу, пошкодження газопроводу, математична модель, параметри газу, невизначеність, коєфіцієнт впливуАнотація
Виявлення витоків газу внаслідок пошкоджень газопроводів та визначення об’єму втрат природного газу є важливим завданням для зменшення дисбалансу в газопровідних системах та підвищення їх надійності. Об’єм втраченого газу може бути визначений на основі значень тиску і температури газу у місці пошкодження та геометричних характеристик пошкодження. Оскільки параметри газу в місці пошкодження газопроводу можуть значно відрізнятися від виміряних значень параметрів газу у вузлових точках, то їх слід визначати на основі математичних моделей руху газу. Під час визначення об’єму втраченого газу важливим є також оцінити невизначеність цього об’єму, що потребує оцінити також невизначеність тиску та температури газу у місці пошкодження.
Ця стаття присвячена розробленню аналітичних залежностей для оцінювання невизначеності розрахункових значень тиску та температури газу в місці пошкодження газопроводу, отриманих на основі математичної моделі стаціонарного режиму руху газу. Розглядається методика оцінювання невизначеності тиску та температури газу у місці пошкодження газопроводу із врахуванням різних чинників, таких як тиск, температура газу на початку газопроводу, витрата та склад газу, а також геометричні характеристики газопроводу. Дослідження спирається на стандартизовані процедури та методи аналізу невизначеностей представлені в JCGM 100:2008 та ISO 5168:2013. В результаті дослідження отримано рівняння відносної стандартної невизначеності тиску та температури природного газу в місці пошкодження та знайдено коефіцієнти впливу складників невизначеності, що дає можливість оцінити невизначеність цих параметрів із врахуванням невизначеностей геометричних характеристик газопроводу та газодинамічних параметрів потоку.
Наведено приклади обчислення відносної стандартної невизначеності тиску та температури газу в місці пошкодження газопроводу для випадку повного розриву газопроводу. Отриманні рівняння невизначеності тиску та температури газу в місці пошкодження стануть основою для методики оцінювання невизначеності об’єму газу втраченого через пошкодження.
Посилання
Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM 1995 with minor corrections), JCGM 100:2008, Joint Committee for Guides in Metrology, 2008.
Measurement of fluid flow. Methodologies for assessing uncertainty (ISO 5168:2005, IDT), DSTU ISO 5168:2013, Ministry of Economic Development of Ukraine, Kyiv, Ukraine, 2014.
Gas metering units with meters and correctors. Method and basic principles of measurements, characteristics and general requirements, RMU 037-2015 Recommendation, State Enterprise "Ukrainian State Scientific and Production Center for Standardization, Metrology, Certification, and Consumer Rights Protection (Ukrmetrteststandart)", Kyiv, Ukraine, 2015.
Uncertainty of measurements. Part 1. Introduction to the presentation of uncertainty in measurement (ISO/IEC Guide 98-1:2009, IDT), DSTU ISO/IEC Guide 98-1:2018, State Enterprise "UkrNDNC", Kyiv, Ukraine, 2019.
Anna Golijanek-Jędrzejczyk, Andrzej Mrowiec, Robert Hanus, Marcin Zych, Dariusz Świsulski, “Uncertainty of mass flow measurement using centric and eccentric orifice for Reynolds number in the range 10,000 ≤ Re ≤ 20,000”, Measurement, vol. 160, pp. 1-9, Apr. 2020, doi: 10.1016/j.measurement.2020.107851.
Jingya Dong, Chengjun Jing, Yang Peng, Yang Liu, Hongyu Ren, Xianxu Liu, “Study on the measurement accuracy of an improved cemented carbide orifice flowmeter in natural gas pipeline”, Flow Measurement and Instrumentation, vol. 59, pp. 52-62, Dec. 2018, doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2017.12.008.
Amina Bekraoui, Ahmed Hadjadj, Abdelbaki Benmounah, Mohammed Oulhadj, “Uncertainty study of fiscal orifice meter used in a gas Algerian field”, Flow Measurement and Instrumentation, vol. 66, pp. 200-208, Mar. 2019, doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2019.01.020.
Anna Golijanek-Jędrzejczyk, Dariusz Świsulski, Robert Hanus, Marcin Zych, Leszek Petryka, “Uncertainty of the liquid mass flow measurement using the orifice plate”, Flow Measurement and Instrumentation, vol. 62, pp. 84-92, Sep. 2018, doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2018.05.012.
V. Dzhyhyrei, F. Matiko, “Investigation of changes in natural gas parameters along a damaged gas pipeline”, Energy engineering and control systems, vol. 10, no. 1, pp. 64–71, Jan. 2024.
F. D. Matiko, L. V. Lesovoy, V. O. Dzhyhyrei, “Improvement of mathematical models of natural gas flow during its leakage from a damaged pipeline”, Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, no. 1, pp. 224–230, 2016.
O. M. Vasilevskyi, V. Yu. Kucheruk, Fundamentals of uncertainty theory in measurements: tutorial. Vinnytsia, Ukraine: VNTU, 2012.
Natural gas. Calculation of the compressibility factor. Part 3. Calculation based on physical properties (ISO 12213-3:2006, IDT), DSTU ISO 12213-3:2009, State Consumer Standards of Ukraine, Kyiv, Ukraine, 2010.
Domestic gas meters. Method for converting the measured volume of natural gas to standard conditions, DSTU 9231:2023, State Enterprise "UkrNDNC", Kyiv, Ukraine, 2023.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Матіко Ф. Д., Джигирей В.О., Костик І. В.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
