logo
calendar31 Avgust 2026
view7
Основной язык:Английский

Анализ наблюдаемости Максвелла-Вагнера при двухчастотном емкостном измерении содержания воды и плотности в углеводородных эмульсиях

Область науки:Многопрофильный
pdf

A-3_9fa0a9d5.pdf

PDF

Международный научный журнал «Science and Innovation»

Международный научный журнал «Science and Innovation»

Опубликовать статьюsee more

АННОТАЦИЯ СТАТЬИ

quote
Емкостные преобразователи широко используются для поточного контроля топлив и других углеводородных сред, но одночастотное измерение эффективной диэлектрической проницаемости не может разделить содержание воды в эмульсии и плотность углеводородной фазы, поскольку обе величины сдвигают один и тот же скалярный выход. В данном исследовании задача разделения формулируется как проблема наблюдаемости параметров и показывается, что межфазная поляризация Максвелла-Вагнера обеспечивает физический механизм, необходимый для её решения. Модель смеси Максвелла-Гарнетта с комплексными диэлектрическими проницаемостями фаз была объединена с соотношением Клаузиуса-Моссотти, связывающим плотность углеводорода с диэлектрической проницаемостью, и был проанализирован якобиан двухчастотного измерительного отображения в пятидесятилетнем диапазоне. Определитель якобиана тождественно обращается в нуль при совпадении двух зондирующих частот, что демонстрирует необходимость второй частоты для наблюдаемости, а не просто уточнение точности. Численный анализ определяет практический оптимум на низкой частоте ниже 0,05 частоты релаксации и высокой частоте выше десятикратной; за пределами этого разделения выигрыш насыщается в пределах 1%. При разрешении канала 1·10⁻⁴ по относительной диэлектрической проницаемости распространённые стандартные неопределённости составляют 0,033% для объёмной доли воды и 1,07 кг/м³ для плотности; инверсия Монте-Карло воспроизвела эти значения и выявила пренебрежимо малое смещение. Схема оказалась устойчивой к солёности: 50%-ная ошибка в предполагаемой проводимости воды сместила оценку плотности всего на 0,11 кг/м³.

АВТОРЫ

D.Eshmuradov

"MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI" DAVLAT MUASSASASI

O.Ismailov

"MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI" DAVLAT MUASSASASI

N.Nizomov

"MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI" DAVLAT MUASSASASI

Теги

# поляризация Максвелла-Вагнера# емкостный преобразователь# содержание воды# наблюдаемость# неопределенность измерения

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

ДРУГИЕ СТАТЬИ ЭТОГО ЖУРНАЛА

Оценить статью

0
оценок: 0
5
4
3
2
1

Идентификаторы статьи

ROI:

https://eroi.uz/11.190/A026-493909

DOI:

https://doi.org/10.67620/sai.58a0003

Список литературы

Adohi, B. J. P., Vanga Bouanga, C., Fatyeyeva, K., & Tabellout, M. (2009). Application of the Maxwell–Wagner–Hanai effective medium theory to the analysis of the interfacial polarization relaxations in conducting composite films. Journal of Physics D: Applied Physics, 42(1), 015302. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/1/015302

Asami, K. (2002). Characterization of heterogeneous systems by dielectric spectroscopy. Progress in Polymer Science, 27(8), 1617–1659. https://doi.org/10.1016/S0079-6700(02)00015-1

Böttcher, C. J. F. (1973). Theory of electric polarization (2nd ed., Vol. 1). Elsevier.

Hanai, T. (1960). Theory of the dielectric dispersion due to the interfacial polarization and its application to emulsions. Kolloid-Zeitschrift, 171(1), 23–31. https://doi.org/10.1007/BF01520320

Joint Committee for Guides in Metrology. (2008). Evaluation of measurement data—Guide to the expression of uncertainty in measurement (JCGM 100:2008). https://doi.org/10.59161/JCGM100-2008E

Jumamuratov, B. A., Abduqayumov, A. A., & Eshmuradov, D. E. (2024). Kompozit materiallarning radioshofonligini nazorat qiluvchi vositaning metrologik ta’minoti [Metrological support for a means of controlling the radio transparency of composite materials]. Milliy Standart, (3), 1–5.

Kaatze, U. (1989). Complex permittivity of water as a function of frequency and temperature. Journal of Chemical & Engineering Data, 34(4), 371–374. https://doi.org/10.1021/je00058a001

Kalman, R. E. (1963). Mathematical description of linear dynamical systems. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, Series A: Control, 1(2), 152–192. https://doi.org/10.1137/0301010

Maxwell, J. C. (1873). A treatise on electricity and magnetism (Vol. 1). Clarendon Press.

Qian, J., Yan, S., Li, Z., Yu, L., Wang, X., Zhang, Z., Sun, J., & Han, X. (2022). Modification of the Maxwell–Wagner heterogeneous dielectric model for heterogeneous polymers and emulsions. Polymers, 14(13), 2743. https://doi.org/10.3390/polym14132743

Samet, M., Kallel, A., & Serghei, A. (2022). Maxwell–Wagner–Sillars interfacial polarization in dielectric spectra of composite materials: Scaling laws and applications. Journal of Composite Materials, 56(20), 3197–3217. https://doi.org/10.1177/00219983221090629

Sharipov, G. N., Turayeva, N. M., & Eshmuradov, D. E. (2022). Voprosy povysheniya metrologicheskoy nadezhnosti sredstv izmereniy [Issues in improving the metrological reliability of measuring instruments]. In Proceedings of the International Conference “State and Trends in the Development of Standardization and Technical Regulation in the World” (pp. 178–184). Tashkent State Technical University.

Sihvola, A. (1999). Electromagnetic mixing formulas and applications. Institution of Electrical Engineers.

Sillars, R. W. (1937). The properties of a dielectric containing semiconducting particles of various shapes. Journal of the Institution of Electrical Engineers, 80(484), 378–394. https://doi.org/10.1049/jiee-1.1937.0058

Wagner, K. W. (1914). Erklärung der dielektrischen Nachwirkungsvorgänge auf Grund Maxwellscher Vorstellungen. Archiv für Elektrotechnik, 2(9), 371–387. https://doi.org/10.1007/BF01657322