Про вибір оптимальної форми тіла обтікання вихрового витратоміра

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorПисарець, А. В.
dc.contributor.authorМельник, А. М.
dc.contributor.authorДрачук, О. О
dc.date.accessioned2023-03-01T10:18:28Z
dc.date.available2023-03-01T10:18:28Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenVortex flow meters are becoming more widespread in many industries. This is due to the simplicity and reliability of the flow transducer, the scale linearity, the frequency measuring signal presence, low requirements for alignment and ensuring the straight sections length at the installation site, etc. Among the vortex measuring instruments, the most common are instruments with a bluff body. Such flow meters operation principle is based on measuring the vortex stripping frequency behind a streamlined body installed in the flow. In this case, the metrological characteristics are determined by the bluff body shape. Therefore, the search for the optimal sensing element shape and the hydraulic channel configuration of the flow meter as a whole remains an actual issue. The paper proposes an algorithm for solving this issue according to the criteria of the measured flow rates maximum range and the interaction efficiency of the bluff body with the measured medium flow. The first criterion value is determined from the condition that the Strouhal’s number remains unchanged; the second criterion is based on the estimation of the measured medium pressure drop and the measurement error. To realize the algorithm, simulation modeling is used in the Ansys Fluent fluid simulation software, which uses computational fluid dynamics methods. Modeling carried out for three shapes of the bluff body: a cylinder, a prism with a triangular section, a prism with a trapezoidal section, which made it possible to choose a sensitive element for further solving the multi-parameter optimization problem. Geometric features of the selected sensitive element shape, the limits of their change and boundary values are grounded. The simulation made it possible to estimate the measured flow rates range and pressure losses, as well as to determine the vortex stripping frequency, measurement error and efficiency factor for the investigated geometric model. To further improve the instrument metrological parameters, the authors proposed to supplement the primary transducer geometric model with gradual contraction and diffuser sections. These sections parameters are selected from the conditions of a continuous flow and the maximum measured flow rates range with a minimum pressure loss. The obtained results confirmed the strategy proposed by the authors. The further research prospect is to carry out simulation studies of the flow meter hydraulic channel proposed configuration for different measured media.uk
dc.description.abstractukУсе більшого поширення у багатьох галузях промисловості набувають вимірювачі витрат і кількості плинних середовищ, що ґрунтуються на застосуванні вихрового методу. Це пов’язано із простотою і надійністю перетворювача витрати; лінійністю шкали; наявністю частотного вимірювального сигналу, низькими вимогами до співвісності і забезпечення довжини прямих ділянок тощо. Серед засобів вимірювання вихрового класу найбільшого застосування набули прилади, первинний перетворювач яких містить тіло обтікання. Принцип дії таких витратомірів ґрунтується на вимірюванні частоти утворення вихорів за встановленим у потоці тілом обтікання. Метрологічні характеристики вимірювачів окреслюються формою тіла обтікання, тому пошук оптимальної форми чутливого елементу і конфігурації гідравлічного каналу витратоміра у цілому для забезпечення високих метрологічних показників залишається актуальною проблемою. У роботі запропоновано алгоритм вирішення зазначеної проблеми за критеріями максимального діапазону вимірюваних витрат, що окреслюється сталістю числа Струхаля, і ефективності взаємодії тіла обтікання з потоком вимірюваного середовища, що ґрунтується на оцінці втрат тиску потоку вимірюваного середовища і похибки вимірювача, із застосуванням імітаційного моделювання у програмному комплексі Ansys Fluent, що реалізовує методи обчислювальної гідродинаміки. Здійснено моделювання для трьох форм тіла обтікання: циліндр, призма з трикутним перерізом, призма з перерізом у вигляді трапеції, що дозволило обрати чутливий елемент для подальшого розв’язання задачі багатопараметричної оптимізації на підґрунті наявних особливостей конфігурації гідравлічного каналу витратоміра. Отримані результати підтвердили запропоновану авторами стратегію. Перспективою подальших досліджень є проведення імітаційних досліджень запропонованої конфігурації гідравлічного каналу для різних класів вимірюваних середовищ.uk
dc.format.pagerangeС. 75-81uk
dc.identifier.citationПисарець, А. В. Про вибір оптимальної форми тіла обтікання вихрового витратоміра / Писарець А. В., Мельник А. М., Драчук О. О. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2021. – Вип. 62(2). – С. 75-81. – Бібліогр.: 19 назв.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/53215
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2021, Вип. 62(2)uk
dc.subjectвихровий витратомірuk
dc.subjectперетворювач витратиuk
dc.subjectчутливий елементuk
dc.subjectтіло обтіканняuk
dc.subjectімітаційне моделюванняuk
dc.subjectоптимізаціяuk
dc.subjectvortex flow meteruk
dc.subjectflow transduceruk
dc.subjectsensitive elementuk
dc.subjectbluff bodyuk
dc.subjectsimulation modelinguk
dc.subjectoptimizationuk
dc.subject.udc681.121uk
dc.titleПро вибір оптимальної форми тіла обтікання вихрового витратоміраuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-sPr_2021-62_p75-81.pdf
Розмір:
951.61 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 62(2)