Estimation of oil products volume in tanks by the method of acoustic intensity measurement
Authors: Клещёв А.А. , Колыхалин В.М. , Лебедев Г.А. , Майоров В.С. , Попков С.В. , Троицкий А.В. 
Published: December 2020

Статья посвящена экспериментальным исследованиям акустического поля в воздушном объеме цилиндрической оболочки с различными видами материалов, расположенных в виде донного слоя. Целью экспериментальных исследований акустического поля, возбуждаемого в воздушном объеме резервуара с помощью удара, является оценка остатка объема нефтепродукта на днище резервуара методом интенсиметрии. Находятся собственные частоты колебаний воздуха в резервуаре, рассматривая его стенки абсолютно жесткими, а днище импеданснымРассматривается метод поиск коэффициентов поглощения акустической энергии для различных видов тестовых веществ, по своим свойствам являющихся близкими к остаткам нефтепродуктов на модели резервуара. Основное внимание в работе уделено получению аналитического выражения для оценки остатка с применением экспериментальных данных модельных исследований спектральных характеристик интенсивности источника акустических колебаний. Компьютерное моделирование акустического поля корреляционное взаимодействие первых отражений (от импедансного днища и абсолютно жесткой крыши резервуара) позволяет визуально оценить как поглощающие свойства материала на днище, так и рациональное позиционирование акустического зонда анализатора интенсивности при измерениях Результаты работы предполагается использовать в натурных условиях для регистрации нефтяных остатков нефтяных резервуаров. Исследованная бесконтактная система акустического контроля может найти применение для регистрации объема жидких, сыпучих и смешанных агрегатных композиций в вертикальных цилиндрических резервуарах, осуществляемых в средствах воздушного, наземного и водного транспорта, не исключая и ядерные отходы.

The paper is devoted to experimental studies of an acoustic field in the air volume of a cylindrical shell with different types of materials located as a bottom layer. The purpose of experimental investigation of the acoustic field excited in the air volume of the reservoir by impact is to estimate the residual volume of oil products on the bottom of the tank by means of ratemetry. The method of searching for the acoustic energy absorption coefficients for different types of test substances, which by their properties are close to the remnants of oil products on the model of the tank is considered. The main attention in the work is paid to obtaining an analytical expression for estimation of the residue using experimental data of model studies of spectral characteristics of the acoustic oscillation source intensity.Computer simulation of the acoustic field correlation interaction of the first reflections - from the impedance bottom and absolutely rigid roof of the tank - allows to visually estimate both absorbing properties of the material on the bottom and rational positioning of the intensity analyzer acoustic probe during measurements. The investigated non-contact system of acoustic control can find application for registration of volume of liquid, loose and mixed aggregate compositions in vertical cylindrical tanks, carried out in means of air, land and water transport, not excluding nuclear wastes.