Application of fractional calculus for modelling of two-phase gas/liquid flow system

In recent years the use of fractional calculus in control system identification is becoming popular and it has found new applications. The paper presents application of fractional calculus for modelling of two-phase gas/liquid flows in a test rig. The installation consists of three horizontal and vertical measuring segments with different diameters, which allow to investigate flows in a wide range of parameters. Flow components supply is measured/controlled by NI PXI system and a set of flow meters/controllers. The paper presents model of the two-phase flow in the above described installation, which leads to precise and accurate flow mathematical model. The main goal of the flow model is to describe steady flow parameters, especially the flow fractions, or type of the flow. The model describes flows more accurately, that classical second order system model.

W ostatnich latach wykorzystanie rachunku różniczkowego niecałkowitego rzędu staje się coraz bardziej popularne i znajduje nowe obszary zastosowań. W pracy przedstawiono zastosowanie powyższego rachunku różniczkowego do modelowania przepływów dwufazowych gaz / ciecz. Instalacja badawcza składa się z trzech poziomych i pionowych odcinków pomiarowych o różnych średnicach, które umożliwiają badanie przepływu w szerokim zakresie parametrów. Przepływ komponentów mieszaniny jest mierzony / sterowany przez system NI PXI oraz zestaw przepływomierzy i sterowników. W artykule przedstawiono modelowanie przepływu dwufazowego w wyżej opisanej instalacji, które prowadzi do określenia precyzyjnego modelu matematycznego przepływu. Opracowany model opisuje przepływy dwufazowe dokładniej w porównaniu z klasycznym model opisanym równaniami różniczkowymi drugiego rzędu.