Розробка високочутливого турбінного лічильника рідин з розвантаженими опорами чутливого елементу
Анотація
Об’єктом дослідження є : вимірювальні перетворювачі витрат рідин тахометричного типу.
Мета роботи: розробка високочутливого турбінного лічильника паливно-енергетичних ресурсів та води з високими технічними та метрологічними
характеристиками.
Методи дослідження: У роботі викладені результати теоретичних та експериментальних досліджень тахометричних вимірювальних перетворювачів
витрат рідин (ВПВР) з розвантаженими опорами чутливого елементу. При цьому у
кожному конкретному випадку обирався необхідний метод дослідження. Для дослідження складних нестаціонарних процесів протікання рідин у трубопроводах і взаємодії таких потоків із чутливими елементами (ЧЕ) приладів вимірювання їх
витрат застосовувався комплексний підхід, який заключається у поєднанні фізичного експерименту із розв’язанням крайових задачі точній постановці і з комп’ютерним моделюванням нестаціонарних течій на основі математичних моделей. Іншими словами, в роботі прийнятий підхід, який заключається у поєднанні фізичного, математичного і комп’ютерного моделювання процесів
взаємодії потоків рідин із вимірювальними перетворювачами. Частина поставлених
у роботі задач виконувалися на базі положень прикладної геометрії, елементів топології, чисельних методів, диференційних рівнянь у частинних похідних, методів диференціальної та аналітичної геометрії, теорії функцій комплексної змінної, теорії ймовірності та статистики, теорії систем, аналізу систем, дослідження операцій,
системотехніки, теорії ефективності, кваліметрії, теорії надійності, теорії ідентифікації, теорії подібності і моделювання, теорії контролю і діагностики, теорії чутливості, теорії інформації, розпізнання образів, теорії обчислювальних систем, чисельного інтегрування, чисельної оптимізації для проведення оптимізаційних досліджень, статистичної обробки результатів експериментальних досліджень
метрологічних характеристик вимірювальних перетворювачів витрат рідин швидкісний метод метрологічної атестації із комп’ютерною передачею та обробкою вимірювальної інформації та елементів комп’ютерної графіки.
Основні наукові результати полягають: в обґрунтуванні в розробці гідродинамічного принципу розвантаження опор ЧЕ (турбінки) в осьовому та радіальному напрямах за рахунок профілювання вимірювальної камери та ЧЕ
лічильника; в створені математичної моделі взаємодії потоку рідини за різних режимів течії із елементами турбінних вимірювальних перетворювачів витрат із
гідродинамічноврівноваженими роторами, що дозволяє аналізувати процеси вимірювання за дії будь-яких збуджуючих чинників; в створенні високоточних приладів обліку паливно-енергетичних ресурсів (ПЕР) та води з використанням
сучасних комп’ютерних технологій.
Основні характеристики роботи: розроблена комплексна математична модель турбінного ВПВР із розвантаженими опорами ЧЕ. На базі розробленої
моделі Розроблені алгоритми та програмне забезпечення математичного моделювання ВПВР, що дає змогу:
- моделювати роботу вимірювальних перетворювачів витрат (ВПВ) ПЕР та води, як в динамічному режимі з різною характеристикою зміни витрат, так і в
статичному при зміні геометричних параметрів конструкції і властивостей вимірюваного середовища;
- оцінювати вплив на метрологічні характеристики розроблених ВПВ рідинних енергоносіїв конструктивних параметрів перетворювача та інших
показників, що входять до числа вихідних даних;
- оцінювати вплив на похибки ВПВ рідинних енергоносіїв змін фізичних властивостей вимірювального середовища;
- формулювати основні критерії та принципи оптимізації тахометричних ВПВР із розвантаженими опорами ЧЕ.
Для оптимального проектування розроблених приладів створені алгоритми та програмне забезпечення оптимізації конструктивних елементів ВПВР, що дозволяє на етапі проектування здійснювати пошук оптимальної конструкції за декількома критеріями, моделювати роботу ВПВР в умовах усталених і неусталених режимів, формувати конструкцію приладу для конкретних умов експлуатації.
Розроблено інженерні методики проектування конструкцій ВПВР, що базуються на швидкісних методах вимірювання, за заданими критеріями
оптимальності, які дозволять:
- здійснювати проектування вимірювальних перетворювачів витрат рідинних енергоносіїв за критеріями оптимальності;
- формувати конструкцію вимірювальних перетворювачів витрат рідинних енергоносіїв шляхом оптимального підбору параметрів для конкретних умов їх використання.
Створено ВПВР, який має більш високі метрологічні характеристики у порівнянні з існуючими аналогами, а також за своїми експлуатаційними та
технологічними показниками задовольняє вимогам, що висуваються до сучасних приладів та систем вимірювання витрат і кількості ПЕР та води.
Результати роботи перевірялися на підприємствах „Техприлад”, „Інвест-Премекс”, „Sensus” „Водолій” та „Семпал” на етапі дослідно-конструкторських
робіт при розробці приладів обліку рідин.
Результати роботи доцільно використовувати у житлово-комунальному господарстві, на підприємствах приладобудування, автомобілебудування, нафтопереробної промисловості.
Опис
Ключові слова
витрата рідини, кількість рідини, витратомір, лічильник
Бібліографічний опис
Розробка високочутливого турбінного лічильника рідин з розвантаженими опорами чутливого елементу : звіт про НДР (заключ.) / НТУУ "КПІ" ; кер. роб. І. Коробко. - К., 2008. - 261 л. + CD-ROM. - Д/б №2026-п