В ПГУ создали первый автоматический прибор, регистрирующий на постоянной основе плотность горючего
Ученые подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета нашли способ, как автоматизировать процесс измерения плотности сжиженных углеводородов на нефтеперерабатывающих, химических объектах, АЗС, АГЗС, нефтебазах. Их предложение поможет сэкономить миллионы рублей на хранении и транспортировки этого вида топлива. Погрешность измерения в три раза ниже, чем у известных способов. Об этом написала международная телевизионная сеть RT.
В настоящее время нефтеперерабатывающая промышленность, автозаправочные и газозаправочные станции сталкиваются с серьезной проблемой по учету хранящегося горючего.
Один из разработчиков - канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры "Физика" Пензенского государственного университета Александр Рудин рассказал, что при учете расхода сжиженных углеводородов в первую очередь необходимо с высокой точностью измерить плотность.
Плотность нефтепродуктов - параметр, значение которого подлежит обязательной стандартизации. Этот комбинированный параметр жидкости одновременно учитывает массу и объем измеряемого нефтепродукта.
"Сжиженные углеводороды - это нефть, бензин, керосин и другие. Они представлены в жидком виде, но измерять в литрах их нельзя. По объему тары не выйдет определить, сколько конкретно продукта в ней. Объем содержимого с нефтяной основой меняется при температуре воздуха", - пояснил Александр Рудин.
Поэтому расход жидких углеводородов целесообразно оценивать не по объему, а по массе горючего. А массу горючего можно точно определить по плотности и объему. Масса по стандартизированной системе измеряется в килограммах, объем - в кубических метрах. Плотность измеряют в килограммах на кубический метр.
"Плотность жидкости меняется при повышении или понижении температуры. Поэтому при учете жидкости по объему получается в одних случаях недостача продукта, а в другом - переизбыток. Измерение плотности позволит откорректировать расход жидких углеводородов в зависимости от их температуры и давления", - поделился ученый.
Отметим, энергетическая способность нефтепродуктов определяется их массой. А она напрямую зависит от плотности. На АЗС количество отпускаемого топлива в бензобак измеряется в литрах, то есть учитывается только объем нефтепродукта. По словам разработчика, в разное время года потребитель получает больше или меньше топлива не по количеству, а по качеству. Энергетическая эффективность измеряется не литрами, а килограммами. Последние напрямую зависят от плотности.
Контроль плотности нефтепродуктов и на АЗС, и на нефтеперерабатывающих объектах осуществляется в лабораторных условиях методом отбора проб. Топливо забирается из тары и направляется на анализ.
Ученый рассказал, что используемые в настоящее время приборы с высокой точностью измеряют плотность, но неудобны в использовании. Они требуют много времени для анализа и, что самое главное, - не позволяют осуществлять контроль плотности нефтепродукта при высоких давлениях в широком интервале температур.
"Автоматического прибора, регистрирующего на постоянной основе плотность горючего с относительной погрешностью менее 0,01%, в настоящее время не существует", - поделился Александр Рудин.
Научный коллектив ПГУ - д-р физ.-мат. наук, профессор, декан факультета информационных технологий и электроники Владимир Кревчик, д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры "Физика" Михаил Семенов, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры "Физика" Александр Рудин - на базе Научно-исследовательской лаборатории "Оптика туннельно-связанных структур" ПГУ разработал конструкцию и создал действующий макет лабораторного прибора. Он позволяет осуществлять в непрерывном и автоматическом режиме измерение плотности сжиженных углеводородов в широком интервале температур и давлений. Относительная погрешность измерения плотности с помощью разработанного прибора не превышает величины 0,02%.
Эффективность предлагаемого устройства уже подтверждена действующим образцом лабораторного прибора типа "Струнный плотномер". Он позволяет проводить измерения плотности жидких сред методом измерения частоты собственных колебаний электронно-механической автоколебательной системы.
Основным элементом "Струнного плотномера" выступает тонкая металлическая струна. К ее нижнему концу подвешен металлический шар или кварцевый цилиндр. Объект (шар или цилиндр) полностью помещаются в исследуемую среду.
За измеряемый параметр ученые взяли частоту, а не массу и объем, как в стандартных традиционных методиках.
"Измерение частоты является самым точным параметром в измерительной технике. Точность на несколько порядков выше, чем в других способах", - рассказал Владимир Кревчик.
По материалам:
https://pnzgu.ru/news/2025/02/3/15491148?ysclid=m704ngg79f627912456
