NY DOKTORGRAD
Presisjonsmåling av lydhastighet i gass
 |
”Sound velocity cell for gas characterization”.
Ultralyd transittid strømningsmålere for gass (USM) er i dag i utstrakt bruk til måling av volumstrøm av naturgass, som sammen med enten massetetthet eller energiinnhold (målt med f.eks. gasskromatografer (GC)), bestemmer gassens salgsverdi ved eksport/import. Kjøp og operasjon av GC-er er kostbart og arbeidskrevende, og alternative metoder er av interesse.
Nyere forskning har vist at man fra gassens lydhastighet som måles i USMen, i kombinasjon med tilgjengelige trykk- og temperatur-målinger og noe kunnskap om typisk gass-sammensetning, også kan bestemme gassens massetetthet og energiinnhold. For at disse metodene skal ha kommersiell interesse ved kjøp og salg av naturgass, forutsetter dette bl.a. at lydhastigheten blir målt nøyaktig nok i USMen.
For å fastslå og dokumentere usikkerhet og sporbarhet i USMens lydhastighetsmåling, ønsker man å benytte en uavhengig målecelle som kan fastslå gassens lydhastighet svært presist; dvs. med en sporbar måleusikkerhet mindre enn 0.02 %.
I avhandlingen beskrives tre metoder for presisjonsmåling av lydhastighet i gass, hvorav to er vurdert til å kunne være aktuelle kandidater for bruk i en høytrykks målecelle for naturgass. Kandidatmetodene er realisert og undersøkt i en eksperimentell målecelle for lavtrykks gass.
Måleresultater av lydhastighet presenteres for atmosfærisk luft ved romtemperatur. Sammenligning med en publisert modell for lydhastighet i luft, viser avvik fra modellverdien på ca. 0.02 %, for begge kandidatmetodene. Usikkerheten i modellverdien er imidlertid for stor til at en kan bruke dette til å bestemme cellens målenøyaktighet.
En viktig del av arbeidet har derfor bestått i å budsjettere og anslå usikkerheten i målt lydhastighet. Kritiske bidrag til måleusikkerheten er identifisert og forsøkt tallfestet. Et av de dominerende bidragene stammer fra små konveksjonsstrømmer, forårsaket av svært små temperaturforskjeller i gassen. Et annet svært viktig bidrag stammer fra diffraksjonseffekter, knyttet til ultralydtransdusernes størrelse og retningsegenskaper.
Doktorgradsarbeidet er gjennomført under et strategisk instituttprogram i et samarbeid mellom Christian Michelsen Research AS og Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen, finansiert av Norges Forskningsråd, med støtte fra Statoil ASA og Gassco AS.
Personalia:
Petter Norli er født i 1975 og oppvokst i Fredrikstad. Han er utdannet sivilingeniør i elektronikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet i 2003, og arbeider som forsker ved Det Norske Veritas AS, Oslo.
Tidspunkt og sted for disputasen:
30.11.2007, kl. 13:15, Aud. 2, Realfagbygget, Allégt. 41, Bergen.
Kontaktpersoner:
Petter Norli, tlf. 97658255, epost: petter.norli@dnv.com
Mediekontakt Mia Kolbjørnsen, tlf. 55 58 90 39 (a), e-post: mia.kolbjornsen@form.uib.no
Avhandlingen kan lånes på Det matematisk-naturvitenskapelige fakultetsbibliotek. Avhandlingen er elektronisk tilgjengelig i BORA. For kjøp/bestilling av avhandlingen kontakt kandidaten direkte.