Реферати українською » Промышленность, производство » Електромагнітній вітратомір для трубопроводів великих діаметрів


Реферат Електромагнітній вітратомір для трубопроводів великих діаметрів

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>ХАРКІВСЬКИЙДЕРЖАВНИЙПОЛІТЕХНІЧНИЙУНІВЕРСИТЕТ

>МарфенкоІринаВікторівна

>УДК 532.57.08

>ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙВИТРАТОМІР

ДЛЯТРУБОПРОВОДІВ ВЕЛИКИХДІАМЕТРІВ

>Спеціальність 05.11.15 –метрологія таметрологічне забезпечення

>Автореферат

>дисертації наздобуттянауковогоступеня

кандидата конкретних наук

>Харків – 2000


>Дисертацієюєрукопис.

>Роботавиконана уХарківському державномунауково-дослідномуінститутіметрології (>ХДНДІМ),Державногокомітетустандартизації,метрології тасертифікації України.

>Науковийкерівник:доктортехнічних наук, старший науковийспівробітник, БольшаковВолодимир Борисович,Харківськийдержавнийнауково-досліднийінститутметрології,керівникнауково-дослідного відділення, заступник директора ізнаукової роботи таметрологічноїслужби.

>Офіційніопоненти:доктортехнічних наук,професор

>ЛюбчикЛеонід Михайлович,Харківськийдержавнийполітехнічнийуніверситет,професоркафедри системногоаналізу тауправління

кандидаттехнічних наук, доцент

ЧерепковСергійТимофійович,Науковийметрологічний центр військовихеталонів, м.Харків,керівник центру.

>Провіднаустанова:Державнийуніверситет “Львівскаполітехніка”, кафедра “>Інформаційно-вимірювальнатехніка”,Міністерстваосвіти й науки України, м. Львів.

>Захиствідбудеться “ 7 ”вересня 2000 року про 14 рік. 30хв. назасіданніспеціалізованоївченої зарадиД64.050.09 уХарківському державномуполітехнічномууніверситеті, заадресою:

61002,Харків,вул. Фрунзе, 21.

Здисертацією можнаознайомитися убібліотеціХарківського державногополітехнічногоуніверситету.

>Авторефератрозісланий “ 23 ”червня 2000 р.

>Вченийсекретар

>спеціалізованоївченоїрадиГоркуновБ.М.


>ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКАРОБОТИ

>Актуальність тими.Процесперебудовиекономіки України,перехід доринковихвідносин,дефіцит йрізкезростаннявартості води іенергоносіївгостроставлять проблемураціональноговикористанняводо-енергетичнихресурсів.Дужесуттєва роль уїїрозв'язанніналежитьпідвищеннюточностівимірювань йудосконалюваннюпроцесуоблікувитратихолодної тагарячої води, бодотепер упереважнійбільшостівипадківвикористовуються моральнозастарілі йнедосконалівитратоміри якприладиоблікувитратирідини.

>Цю проблему насьогоднішній деньпіднято надержавнийрівень.Достатньовідзначити, щопротягомостанніх роківприйнятоцілий рядПостановКабінету міністрів (КМ) України,спрямованих нарозробкузасобіввимірювальноїтехніки (ЗВТ), котрівраховуютьвитратупаливно-енергетичнихресурсів, тастворення йвпровадженняприладів дляобліку йрегулюваннявитрати води татепловоїенергії напромисловихпідприємствах й впобуті.

У зв'язку ізцимважливістьпроблемиметрологічного забезпеченнявимірюваньвитратирізноманітнихрідиннихсередовищ й,зокрема, розробки йствореннясучасних ЗВТобліку іефективноговикористанняводоресурсів, атакожвиробництва йвпровадження їхні у народномугосподарстві невикликаєсумніву йпостаєдужеактуальною для України.

При цьомунеобхідно матір наувазі, щоякщоранішевирішення завданьводопостачаннядосягалосястворенням окремихводогосподарчихоб'єктів (>свердловин,насоснихстанцій й т.п.), тоостаннідесятиріччяосновоювирішенняцих завдань сталостворення йрозвиток великих системводотеплопостачання.Поява таких системвимагаєствореннявідповідних ЗВТвитрати в трубопроводах великихдіаметрів.

>Створення таких ЗВТвитрати (>витратомірів)надзвичайно актуально, бо дозволитивирішити проблемуводокористування вцілому,включаючитакі запитання якзагальнаоцінкаводнихресурсів,видобуток,транспортування,облік йїхнійрозподіл, атакожводозберігаючі,екологічніпроблеми.

Таким чином,актуальність тимидослідженняобумовленавимогамисьогоднішнього днящодоствореннясучасних ЗВТвитрати іоблікурідиннихсередовищ,зокрема,холодної тагарячої води, узаповнених трубопроводах великихдіаметрів (>d й 300 мм).Ціприладиповинні матірвисокіметрологічні характеристики,зручність вексплуатації, малуенергоємність йневисокувартість.Актуальність тимипідтверджуєтьсяще і тім, щоспеціальнимРішеннямПрезидії КМ УкраїниДержстандартудорученорозробитиконцепціюметрологічного забезпеченнязасобівобліку йрегулюванняспоживання води йпаливно-енергетичнихресурсів.

>Зв'язок роботи ізнауковимипрограмами, планами, темами.

>Дисертаціявиконувалася згідно із темами 06.04.00.16 “>Розробка ДСТУ”ДСВ.Вимірювачішвидкостірідиннихпотоків.Методи тазасобиповірки”, Якавиконувалася вХДНДІМДНВО “>Метрологія” в 1993-1995 р. згідно із Планом державноїстандартизації, та 06.01.16.04 “>Створення державногоеталонаодиниціоб'ємноївитратирідини”,державнийреєстр №0195UО31075, котравиконуєтьсяХДНДІМ із 1998 р. поцей годину, де авторєвідповідальнимвиконавцем, згідно ізПрограмоюстворенняеталонноїбази України, в забезпечення:

- “>Концепціїметрологічного забезпеченняпристроївобліку тарегулюванняспоживання води тапаливно-енергетичнихресурсів”,розробленоюДержстандартом України згідно іздорученням КМ України (протокол №7 від 10.02.1996 р.).

-Постанови КМ України від 17червня 1994 р. № 421 “Пропрограмувиробництвазасобівоблікувитрачанняпаливно-енергетичнихресурсів йприладіврегулювання системелектроводо-, тепло-, тагазопостачання напромисловихпідприємствах й впобуті”;

-Постанови КМ України від 3 июля 1995 р. № 483 “Провпровадженнязасобівоблікувитрачання йприладіврегулюванняспоживання води татепловоїенергії впобуті”;

-Постанови КМ України від 27 листопаду 1995 р. № 947 “Пропрограмупоетапногооснащеннянаявногожитлового фондузасобамиобліку тарегулюванняспоживання води йтепловоїенергії на 1996-2000 рр.”;

Мета йзадачідослідження.Метоюдисертаційної роботиєстворення тадослідженняелектромагнітноговитратоміра наосновімагнітогідродинамічного (>МГД)перетворювача ізлокальниммагнітним полем –засобувимірюваннявитратирідини взаповнених трубопроводах великихдіаметрів (>d й 300 мм), щомаємаліметалоємність йенерговитрати,зручність вексплуатації, атакожвисокіметрологічні характеристики, котрі незалежать відзмінифізико-хімічнихвластивостейвимірюваногосередовища.

Длядосягненняпоставленої метинеобхідновирішититакі запитання:

1.Розробитиматематичну модельМГДперетворювача ізлокальниммагнітним полем (>МГДЛМП) длятрубопроводів великихдіаметрів.

2.Сформулювати завдання синтезуелектромагнітнихвитратомірів (>ЕМВ), щовключає запитаннявизначенняоптимальних характеристикМГДЛМП, длятрубопроводів великихдіаметрів.

3.Розробити методику, алгоритм йпрограмурозрахункумагнітного полярозсіюванняМГДЛМП.

4. Наосновівиконанихекспериментальнихдослідженьвизначитиграничніумови взадачіНеймана длярівнянняЛапласа, щоописуєрозподілмагнітного поляМГДЛМП.

5.Визначитирозподілмагнітного полярозсіюванняМГДЛМП.

6.Вирішити завдання синтезуЕМВ, наоснові чоговизначитипередатнуфункціюЕМВЛМП й задопомогоюїїаналізуодержатиоптимальніпараметриМГДЛМП,тобтотакіпараметри, при якіпохибкивимірюваннявитратиданимиЕМВ у трубопроводах великихдіаметрів,пов'язані ізваріацієюепюришвидкостей йїїградієнтів у ">точці"вимірювання, не будутьперевищувати напередзаданих величин,обумовленихвимогами конкретнорозв'язуваноїгідрометричноїзадачі.

7.Відповідно доотриманихрезультатіввиконанихтеоретичнихдослідженьрозробити йвиготовитиекспериментальнупартіюМГДЛМП й наоснові їхньогодослідженьекспериментальнопідтвердитиотримані вдисертаціїрезультати,положення,висновки.

>Наукова новизнаодержанихрезультатів >полягає в такому:

·впершерозробленоматематичну модельМГДЛМП длятрубопроводів великихдіаметрів;

·запропоновано йреалізовано методику,алгоритми тапрограмивизначеннямагнітного полярозсіюванняМГДЛМП;

·сформульовано йвирішено завдання синтезуЕМВЛМП, урезультаті чоговизначено ваналітичномувидіпередатнуфункціюелектромагнітнихвитратомірів зЛМП длятрубопроводів великихдіаметрів;

·впершеотриманоосновніспіввідношення, щозв'язуютьгеометричні йконструктивніпараметриМГДЛМП зїхнімиметрологічними характеристиками;

·впершевизначенооптимальніпараметриМГДЛМП, при якіЕМВЛМПзабезпечуютьвимірюваннявитрати в трубопроводах великихдіаметрів знормованимиметрологічними характеристиками;

·запропоновано методику йвиконаноекспериментальнідослідженняствореногоЕМВЛМП –витратоміраЗИР-2000, котріпідтвердилидостовірністьотриманихрезультатів,зроблених з висновками,рекомендацій.

>Практичнезначенняодержанихрезультатів >полягає в такому:

·розроблено методикурозрахунківМГДЛМП, котра дозволилазвестипохибкивимірюваньвитрати в трубопроводах великихдіаметрів доприйнятногомінімуму (>d ~ ± 1,0 %);

·вироблено Єдинийпідхід дооцінкипохибоквимірюваньшвидкості як уруслових потоках, то й в трубопроводах великихдіаметрів;

·положення,рекомендації йвисновкидисертаціївикористано прирозробцікерівного нормативного документаКНД 50-052-95 “>Вимірювачішвидкостірідиннихпотоків.Методи тазасобиповiрки”;

·отриманірезультатитеоретичнихдослідженьреалізовано вЕМВЛМП -електромагнітнихзондовихвимірювальнихперетворювачахИСП-204, котріпройшлидержавніприймальні таконтрольнівипробування йзанесені доДержавногореєструзасобіввимірювальноїтехніки,допущених дозастосування в Україні, под номеромУ1190-99;

·використаннярезультатівдисертаціїпідтверджується актамивпровадженняотриманихрезультатів уДНВО “>Метрологія” – головномуцентрі з забезпеченняєдностівимірювань в Україні,Харківськомуцентрістандартизації,метрології йсертифікації, а й увідкритомуакціонерномутоваристві ВАТ ">Донуглеводоканал", м.Донецьк йнауково-технічнійфірмі ">ЛІТ", м.Харків -організаціях, щобезпосередньозаймаютьсяобліком йрозподіломводоресурсів.

>Особистийвнесокздобувача водержаннянауковихрезультатівполягає вбезпосереднійучасті впостановці йвиконанні всіхтеоретичних таекспериментальнихдосліджень уроботі на всіхїїетапах.

Списокнауковихпраць затемоюдисертації наведено вкінціавтореферату.Одноосібнонаписані три роботи [5,8,10], у які наведенодослідження авторащодорозподілумагнітного поля намежіциліндричноїмагнітноїсистеми й здобутоаналітичнийвираз длярозподілумагнітного полярозсіяннянайбільшперспективнихциліндричнихелектромагнітних ЗВТвитратирідини в трубопроводах великихдіаметрів, що дозволиловизначитиоптимальніконструктивніпараметри такихЕМВЛМП.

Упублікаціях зспівавторами, внесок автораполягає устворенніматематичноїмоделіелектромагнітноговитратоміра [1,3,7] йрозробціметодіврішенняцієїзадачі [2,6], вадаптаціїположеньдисертації до методикивимірюваньобўємноївитратирідини –КНД 50-052-95 [11], урозгляді [4,9]питаньоптимізаціїпараметрівМГДЛМП, розробки нових моделейЕМВ та їхньогодослідженні, вотриманнірезультатіввимірювань, їхньогообробці таоцінціпохибоквимірюваньвитратирідини в трубопроводах великихдіаметрів [11,12].

>Апробаціярезультатівдисертації.Основніположення йрезультативиконаних вдисертаціїдослідженьоприлюднено на семиміжнародних й українськихнауково-технічнихконференціях (НТК) уперіод із1994р. по 1999 р., асаме:

- IУкраїнській НТК “>Метрологічне забезпечення вгалузіелектричних,магнітних тарадіотехнічнихвимірювань”. -Харків, 1994;

-Українській НТК “>Метрологія тавимірювальнатехніка”. -Харків, 1995;

- Української НТК “>Метрологическое забезпечення коштів вимірів великих довжин і коштів вимірів геодезичного призначення”. - Харків, 1996;

- IIМіжнародній НТК “>Метрологія велектроніці”. -Харків, 1997;

- 8 InternationalMetrologyCongress,Besancon, France. 1997;

- IМіжнародній НТК “>Метрологія умеханіці”. -Харків, 1998;

- IIМіжнародній НТК “>Метрологія тавимірювальнатехніка”. -Харків, 1999.

>Публікації. За результатамидосліджень,виконаних вдисертації,опубліковано 12науковихпраць, 5 із нихопубліковані вфаховихперіодичнихнаукових журналах, 5робітопубліковані взбірникахнауковихпрацьміжнародних та українськихконференцій й 2 роботи – втезах українськихконференцій ізметрології.

Структурадисертації.Дисертаціяскладається звступу,чотирьохрозділів,висновку, спискувикористанихджерел тадодатків.Повнийобсягдисертаціїналічує 173сторінки, де 19малюнків, 11таблиць та 5додатків. Списоквикористанихджерелмає 127найменувань.

>ОСНОВНИЙЗМІСТРОБОТИ

Увступі данокоротку характеристикудисертаційної роботи:обгрунтованоактуальність тими;сформульованоцілі йзадачідослідження;визначенонаукову новизну йпрактичнуцінність роботи;викладеноосновніположення, щовиносяться на захист;визначеноавторськийвнесок усумісних роботів, атакож наведеновідомості проапробаціюрезультатіввиконанихдосліджень.

Упершомурозділі наведенорезультатианалітичногооглядусучасного стануметодів тазасобіввимірювальноїтехніки длявимірюванняоб'ємноївитратирідиннихпотоків у трубопроводах великихдіаметрів.

Показано, щопоставленомузавданнющодостворення ЗВТвитратирідиннихсередовищ узаповнених трубопроводах унайбільшіймірівідповідаєелектромагнітний метод, щодозволяєстворюватиприлади ізвисокимиметрологічними іексплуатаційними характеристиками,надійністю,стабільністюпоказів,можливістю їхньоговикористання в автономномурежимі йпередачіінформації навеликівідстані безвтрат йспотворень.Протезасобивимірювальноїтехніки длятрубопроводів великихдіаметрів неможутькопіюватитрадиційніелектромагнітнівитратоміри длятрубопроводівмалихдіаметрів, демагнітнісистемиохоплюють трубуподібносистемівідхиленнякінескопа,оскільки в цьомуразі надіаметрах 1000 мм й понад їхнього вагискладатимедекількатисячкілограмів,тобто смердотімаютьвеликігабарити,металоємність йенерговитрату й тому практично незастосовуються длявимірюваннявитратирідини у трубопроводах великихдіаметрів.Водночас, ізогляду надостоїнстваелектромагнітного методу,дужеперспективнимєствореннякомпактнихЕМВ ізмалоюметалоємністю наосновіМГДЛМП, котрімаютьнизькуенерговитрату,невеликувартість,зручність вексплуатації тазабезпечуютьвимірюваннявитрати узаповнених трубопроводах великихдіаметрів за методом “>площа-швидкість”,заснованим навизначенніоб'ємноївитратирідини зашвидкістю потоку воднійточці (>точцісередньоїшвидкості) поперечногоперетину трубопроводу йплощіостаннього,відповідно до ISO 7145 й ГОСТ 8. 361-79. Однак досітакі ЗВТ булинедостатньовивчені.

Напідставіпроведеного детальногоаналізувизначено мітку й поставленозадачі, котрівирішуються внаступнихрозділах.

У іншомурозділі проведенотеоретичнідослідженнянайбільш перспективного одну годинувитратоміра ізциліндричнимМГДЛМП наосновірозв'язаннясистемирівняньмагнітноїгідродинаміки привідповіднихграничнихумовах (>оскільки сигнал таких ЗВТформується впотоцірідини, щорухається в йогомагнітномуполі), котраскладається ізрівняньМаксвеллаірівняньгідродинаміки (>рівняннянерозривності йрівняння руху) дляв'язкоїнестисливоїпровідноїрідини

Показано, щотеорію роботиМГДЛМП дотеперішнього години було брозглянуто внедостатніймірі. Це обумовлене тім, щотеоретичнідослідженняпов'язані ізматематичнимитруднощамиописумагнітогідродинамічнихпроцесів уробочійобласті такихперетворювачів. Завданняускладнюєтьсяще і тім, щошуканерішення винне бути увисокомуступені адекватнимпроцесам, котрівідбуваються вробочійобластіМГДЛМП, асамеіндукована ЕРС (сигналЕМВ) виннавизначатися лишешвидкістюпрямуваннярідини в “>точці”виміру –точцісередньоїшвидкості й незалежати,відповідно до ISO 7145 й ГОСТ 8.361-79, відепюришвидкостей йїїградієнтів утрубопроводі,тобто запитаннястосуєтьсяобліку "тонких"моментів –впливурозподілушвидкостівимірюваного потоку таїїградієнтів напоказиМГДЛМП.

>Розглянутоматематичну модельМГДЛМП й показано, що сигнал таких ЗВТ –різницяпотенціалів навимірювальнихелектродахперетворювача, щоконтактують здосліджуваним потоком (мал.1),визначаєтьсярозподіломіндукованихструмів увимірюваномусередовищі

>Сформульовано завдання синтезуМГДЛМП, Якадозволяєвизначити їхньогооптимальніпараметри таполягає увизначеннірозподілуіндукованихструмів j (>електричногопотенціалу j) уробочійобластіперетворювача,обтічного потоком V >в'язкогонестисливогопровідногосередовища наосновірозв'язаннясистеми двох завданьНеймана длярівняньПуансона йЛапласа дляелектричного тамагнітногопотенціаліввідповідно:

Показано, що при цьомурозподілшвидкостей увимірюваномупотоцірідинивизначаєтьсясистемоюрівнянькласичноїгідродинаміки.

Длядослідження запитаннящодоступенязалежностіпоказівМГДЛМП від поперечногоградієнташвидкості, яку насьогоднілишаєтьсявідкритим йпотребуєвідповіді,розглянуто йвирішено завдання проформування сигналуМГДЛМП,встановленого втрубопроводірадіуса R таобтічноготурбулентним потокомнестисливоїпровідноїрідини (мал.2), де Є1(>r, 0,758R, 0) та Є2(->r, 0,758R, 0) –розташовані у точкахсередньоїшвидкостіелектродиМГДЛМП.

Наосновіотриманогорішенняцієїзадачівизначено сигналМГДЛМП при йоговикористанні якЕМВ у трубопроводах великихдіаметрів придовільномурозподілімагнітноїіндукції та поляшвидкостей

 (4)

де -прирістфункціїГріна наелектродахМГДЛМП, -функціяГріна чифункціявпливу узадачіНеймана длярівняння Пуассона (3) вобласті W -внутрішності трубопроводурадіуса R звставленим уньогоциліндричнимперетворювачемрадіуса >rдовжиною 2l (мал.1), x, h, V -відповідна x, y, >zдекартова системапоточних координат.

Отже,доданок >d (l, >r)

(5)

>обумовленийгеометричними таконструктивними параметрамиМГДЛМП таградієнтомшвидкості потоку, йвизначаєступіньзалежності йогопоказів від характеристик потоку.

Проведеноретельнийаналізвеличини >d (l, >r) ізметоюїїмінімізації,тобтомінімізаціїзалежностіпоказіврозроблюваногоЕМВ відструктури потоку, щовимірюється.

ЗаумовивикористанняМГДЛМП у трубопроводах великихдіаметрів та згідно із ГОСТ 8.361 привимірюваннірозвиненихтурбулентнихтечійепюрушвидкостей утрубопроводі поставлено увигляді

(6)

деl =0,0032+0,221Ч>Re-0,237 –коефіцієнт опору трубопроводу,визначенийуніверсальнимспіввідношенням уформіНикурадзе; n -кінематичнийкоефіцієнтв'язкостівимірюваногосередовища; -відстань відосі трубопроводу доаналізованої точки; -динамічнашвидкість – величина,обумовленатертям настінці йгустиноюрідини.

>Експериментальновизначенозначеннямагнітноїіндукції намежі >z = ± l (мал.1), що дозволилоотриматианалітичнийвираз,який іздостатньоюточністю (>похибка ~ 1%)описуєрозподілмагнітного полярозсіянняМГДЛМП увимірюваномусередовищі взалежності відпараметрівмагнітноїсистемиперетворювача. Цеспіввідношенняєосновоположним прирозробціМГДЛМП.

>Отриманоаналітичнийвираз,якийвизначає характер таступіньвпливуструктуривимірюваного потоку напоказиМГДЛМП:

Наосновіаналізуодержаноговиразу (7)синтезованоМГДЛМП ізвисокимиметрологічними характеристиками длятрубопроводів великихдіаметрів.

Утретьомурозділірозглянуто запитання синтезуМГДЛМП – запитаннявизначення їхніоптимальнихпараметрів, при якітакі ЗВТзабезпечували бвимірюваннявитрати у трубопроводах великихдіаметрів ізнормованимиметрологічними характеристиками.

>Розглянутоосновніфактори, котрівпливають наметрологічні характеристикиМГДЛМП. Це –завантаженнявимірювальногоперетину трубопроводуперетворювачем тапоперечнийградієнтшвидкості.

>Розрахунокоптимальнихпараметрів >r та l (мал.1)котушкизбудженнямагнітного поляМГДЛМП, при які >d (l, >r) << 1 (5,7), зарахунок чого залежністьпоказів такихперетворювачів від поперечногоградієнташвидкості (4) якщозведено допридатногомінімуму,виконано згідно ізотриманим у іншомурозділірішеннямзадачі синтезу (4,7) длярізнихзначень >r та l.Встановлено, щооптимальнимє ставлення l/>r = 0,5 та >r >Ј 32 мм при Dу й 300 мм. При цьомупохибкавимірюваннявитрати якщознаходитися нарівні ± 1,0 %.

>РозглянутоконструкціюМГДЛМП. Показано, що дляживленнямагнітноїсистемиМГДЛМПвикористовуєтьсязмінний (>імпульсний)струм, щодаєзмогувиключитивпливелектрохімічних таполяризаційнихефектів нарезультативимірювання.Локалізаціямагнітного полядаєзмогустворювати уробочійобластіперетворювачамагнітне полізначноїнапруженості (У ~ 0,1Тл), зарахунок чогопідвищуєтьсячутливість,розширюєтьсяробочийдіапазонвимірювача відчастоксантиметрів додесятківметрів.

Увідповідності доотриманихрезультатівтеоретичнихдослідженьрозроблено тавиготовленоекспериментальнізразкиМГДЛМП.

>ПроцесвимірюваннявитратирозробленимиМГДЛМПзасновано назакономірностяхтурбулентноїтечії в трубах, згідно ізякимишвидкість потоку увизначенійточціперетину трубопроводупропорційнасереднійшвидкості потоку тазводиться довимірюваннясередньоїшвидкості уточці (0,242±0,013)R (>точцісередньоїшвидкості) згідно із ГОСТ 8.361, де R –внутрішнійрадіус трубопроводу увимірювальномуперетині,тобто

де V = >Vср –місцевашвидкість, w -площа поперечногоперетину трубопроводу,визначена ізвисокоюточністю.

У четвертомурозділінаводятьсярезультатиекспериментальнихдослідженьрозробленогоЕМВ,метою якієпідтвердженнякоректності постановки йрозв'язаннязадачі синтезуМГДЛМП длятрубопроводів великихдіаметрів,справедливостіотриманихрозрахунковихалгоритмів,положень, з висновками йдоказ того, щорозроблений наосновіотриманихрезультатівприладмаєлінійнуградуювальну характеристику йнормованіметрологічні характеристики.

>Експериментальнідослідженняметрологічних характеристикЕМВ у силуспецифікифізичнихпроцесів, щопротікають умагнітогідродинамічномуперетворювачі привзаємодії його локальногомагнітного поля ізвимірюваним потокомрідини,можуть бутипроведені лише вреальнихумовах – впотоцірідини.

У зв'язку ізцимдослідженняметрологічних характеристикЕМВЛМПздійснювалисядвома способами: успокійномусередовищі припереміщеннівимірювальногоперетворювача та в потоку, щонабігає, принерухомомувимірювальномуперетворювачі,оскількиперетворювачі, щорозглядаються,вимірюютьшвидкістьпрямуваннярідини якфункціювитрати. Упершомувипадкудослідженняпроводилися наспеціальнійградуювально-випробувальнійустановціСГИУ-1,основнавідноснапохибкаякої 0,3 %,тобто вумовах, щовиключаютьнаявністьградієнтівшвидкості, у іншому – наробочомуеталонівитратиРОУ-180 –витратомірнійустановці,відноснапохибкаякої неперевищує 0,25 %,тобто уреальнихумовах роботивитратомірів.

>Розроблено методикуекспериментальнихдосліджень, згідно ізякою:визначеноградуювальну характеристику тапохибкувимірюваньвитратирідини задопомогоюрозробленогоЕМВ.

>Експериментальнідослідження показали, щорозробленийприладмаєлінійнуградуювальну характеристику (рис. 3).Відноснапохибкавимірюваннявитратирідини удіапазоні від 12,0 до 124,0м3/г (при Ду = 200 мм)складає 1,0 %.Результатидослідженьдаютьзмогузробитивисновокщодоможливостіпроведенняповірки таатестаціїцихприладів навимірювальних лотках – установках типуСГИУ-1.


>ВИСНОВКИ

>Важливістьпроблемиметрологічного забезпечення й,зокрема, розробки йствореннясучасних ЗВТобліку іефективноговикористанняводнихресурсів очевидна йпостаєдужеактуальною дляекономіки України.

Наоснові новихнауковообгрунтованихтеоретичних йекспериментальнихрезультатів,одержаних вдисертації,вирішеноконкретненаукове заподіяння –створеннясучасного, щовідповідаєвимогамсьогодення, компактногоелектромагнітноговитратоміра длятрубопроводів великихдіаметрів (>d й 300 мм), щомаєвисокіметрологічні характеристики,маліметалоємність йенерговитрати, атакожзручність вексплуатації, наосновімагнітогідродинамічногоперетворювача ізлокальниммагнітним полем – якумаєсуттєвезначення длярозвиткуприладобудування й особливо длястворенняприладівоблікувитратирідини у трубопроводах великихдіаметрів.

>Основнірезультати роботиполягають в такому:

>1.Розглянутоособливості роботи йматематичну модельМГДЛМП у трубопроводах великихдіаметрів, щобазується насистемірівняньмагнітноїгідродинаміки йвідповіднихграничнихумовах.

>2.Сформульовано йвирішено завдання синтезуелектромагнітноговитратоміра длятрубопроводів великихдіаметрів, що дозволилаодержатиновітеоретичнірезультати,тобтовизначитиоптимальні характеристикиМГДЛМП, котрієсуттєвими длярозвитку напрямістворенняелектромагнітнихвитратомірів длятрубопроводів великихдіаметрів.

>3.Напідставівиконанихекспериментальнихдослідженьвстановленограничніумови, котрі дозволилизамкнути завданняНеймана длярівнянняЛапласа, щоописуєрозподілмагнітного поляМГДЛМП.

>4.Розроблено методикувисокоточноговстановлення ваналітичномувиглядірозподілумагнітного полярозсіянняМГДЛМП увимірюваномусередовищі взалежності відпараметрівмагнітноїсистемиперетворювача, котраєосновоположною прирозробціелектромагнітнихвитратомірів ізлокальниммагнітним полем.

>5.Впершеотриманоаналітичнівирази, котрівизначають характер йступіньвпливуструктуривимірюваного потоку напоказиМГДЛМП, наоснові які зарахуноквиборуоптимальнихпараметрівмагнітноїсистемиперетворювача залежністьпоказівЕМВ відградієнташвидкостівимірюваногосередовищазведено дозаздалегідьзаданоїприйнятноївеличини.

>6.Визначенооптимальнігеометричні таконструктивніпараметриМГДЛМП, при якірозроблюваніЕМВзабезпечуютьвимірюваннявитратирідиннихсередовищ в трубопроводах великихдіаметрів ізпохибкою порядку 1,0 %.

>7.Напідставірезультатіввиконанихтеоретичнихдослідженьрозроблено тавиготовленоекспериментальнізразкиМГДЛМП длятрубопроводів великихдіаметрів.

>8.Розроблено методику та проведеноекспериментальнідослідженнястворенихЕМВ длятрубопроводів великихдіаметрів, котріпідтвердилидостовірністьтеоретичнихрезультатів, з висновками,положень,розрахункових формул,правильністьвибору методу й напрямі конструктивноговиконаннямагнітогідродинамічнихперетворювачіввитрати ізлокальниммагнітним полем; дализмогузробитивисновок, щостворенівитратоміримаютьлінійнуградуювальну характеристику тапохибкувимірюваннявитратирідини не понад 1,0 %, щознаходиться нарівнікращихсерійновиготовленихвитратомірів длятрубопроводівмалих тасередніхдіаметрів.

>Отримані вроботірезультативикористано пристворенніМГДЛМПИСП-204, котріпройшлидержавніприймальні йконтрольнівипробування йзанесені доДержавногореєструзасобіввимірювальноїтехніки,допущених дозастосування в Україні.

>9.Наведеноприклади практичногозастосуванняотриманихрезультатів та з висновкамидисертаційної роботи,створенихелектромагнітнихвитратомірів длятрубопроводів великихдіаметрів вгідрометричнійпрактиці України.


СПИСОКНАУКОВИХПРАЦЬ ЗАТЕМОЮДИСЕРТАЦІЇ

>1.Себко В.В.,Машнева І.В.,БагметО.Л., Москаленко І.І. Розрахунок характеристик електромагнітного перетворювача температури //>Измерительная техніка. – 1997. - №1. –С.53-56.

Авторомпроведені численнірозрахункиосновних характеристикелектромагнітногоперетворювача.

>2.Себко В.П., Москаленко І.І., Сіренко М.М.,Машнева І.В.Бесконтактное визначення трьох параметрів циліндричного яка проводить вироби //>Измерительнаятехника.-1997.-№2.-С.37-40.

Авторпровівдослідженняпараметрівциліндричноговиробу задопомогоюелектромагнітногоперетворювача.

>3.Большаков В.Б., Косач Н.І.,Марфенко І.В., Панфілов О.Х.Электромагнитний метод виміру швидкості рідинних потоків //>Українськийметрологічнийжурнал.-1997.-Вип.4.-С.43-46.

Авторуналежитьрішеннязадачі синтезуциліндричнихМГДвимірювачів йзнаходженняоптимальнихметрологічних йконструктивнихпараметрів длятрубопроводів великихдіаметрів.

>4.Большаков В.Б., Косач Н.І.,Марфенко І.В.,Несвитайло В.А., Соколов Г.С., Панфілов О.Х. Залежність показань електромагнітних витратомірів від фізико-хімічних властивостей вимірюваною середовища //>Українськийметрологічнийжурнал.-1998.-Вип.2.-С.46-49.

Авторомрозглянуто йпроаналізованозалежностіпоказівелектромагнітнихперетворювачів віделектропровідностісередовища.

>5.Марфенко І.В. Магнітне полі розсіюванняМГД вимірювача з циліндричною магнітної системою //Вісник Харківського державного політехнічногоуниверситета.-1998.-Вип.14.-С.33-37.

>6.Большаков В.Б., Косач Н.І.,Машнева І.В. Оптимізація магнітних систем електромагнітних витратомірів //>Наукові роботиУкраїнської НТК ">Метрологічне забезпечення вгалузіелектричних,магнітних тарадіотехнічнихвимірювань" (>Метрологія велектроніці - 94). –Харків. –1994.-С.304-305.

Автор вроботіпровівдослідженнязалежностіструктуримагнітного поля відгеометричнихпараметрівмагнітноїсистеми.

>7.Большаков В.Б., Косач Н.І.,Машнева І.В.Электромагнитний вимірювач швидкості рідинних потоків //>Тез.доп.Української НТК ">Метрологiя тавимірювальнатехніка" (>Метрологія - 95). –Харків. –1995.-С.101.

Автором проведенодослідження, яку дозволиловстановити областьформування сигналузасобувимірювання, щорозглядається.

>8.Машнева І.В. Вимірювання витрати рідких середовищ в трубопроводах великих діаметрів //>Тез.докл. Української НТК ">Метрологическое забезпечення коштів вимірів великих довжин і коштів вимірів геодезичного призначення" (Метрологія в геодезії - 96). – Харків. –1996.-С.36-37.

>9.V.Kupko,I.Mashneva. Bandelectromechanicaldynamometers andmanometers //>Sborniktrudov8th InternationalMetrologyCongress,Besancon, - France. –>1997.-P.21-24.

Авторуналежитьрозробка методикивимірюванняелектромагнітнимиперетворювачами, атакож доля впроведеннідосліджень йвизначенняможливостізастосування їхні длявимірювання внестандартнихумовахвикористання.

>10.Машнева І.В. Про підвищення точності вимірів витрати рідких середовищ в трубопроводах великих діаметрів //>Науковiпрацi IIМiжнародної НТК ">Метрологiя велектроніці".-Том.2.-Харкiв.-1997.-С.131-133.

>11.Большаков В.Б., Косач Н.І., Корольов В.Б.,Марфенко І.В.Метрологическая атестація робочого еталонаВЗУ-180 //>Наукові роботи IМіжнародної НТК ">Метрологія умеханіці". –Харків. –1998.-С.57-61.

Авторпровівдослідженняметрологічнихпараметрів йвиконав їхньогооцінку приметрологічнійатестаціїробочогоеталона.

>12.Большаков В.Б.,Марфенко І.В.Метрологическое забезпечення вимірів витрати рідини в трубопроводах великих діаметрів //Наукові роботи IIМіжнародної НТК “>Метрологія тавимірювальнатехніка” (>Метрологія-99). –>Том.2 –Харків:ДНВО “>Метрологія”. – 1999. –С.180-182.

Уроботі автороманалізується станметрологічного забезпеченнявимірюваньвитратирідини у трубопроводах великихдіаметрів.


>АНОТАЦІЯ

>МарфенкоІ.В.Електромагнітнийвитратомір длятрубопроводів великихдіаметрів. –Рукопис.

>Дисертація наздобуттявченогоступеня кандидата конкретних наук заспеціальністю 05.11.15 –метрологія таметрологічне забезпечення. –Харківськийдержавнийполітехнічнийуніверситет,Харків, 2000.

>Дисертаціюприсвяченостворенню тадослідженнюелектромагнітноговитратомірарідини взаповнених трубопроводах великихдіаметрів (>dі300 мм) набазімагнітогідродинамічнихперетворювачів ізлокальниммагнітним полем (>МГДЛМП).

Удисертаціїсформульовано тавирішено завдання синтезуМГДЛМП ізвисокимиметрологічними характеристиками.ВиконаноекспериментальнідослідженнярозробленихМГДЛМП, що довелидостовірністьотриманихтеоретичнихалгоритмів,положень, з висновками.Отримані вроботірезультативикористано пристворенніМГДЛМПИСП-204, котріпройшлидержавніприймальні йконтрольнівипробування тазанесені доДержавногореєструзасобіввимірювальноїтехніки,допущених дозастосування в Україні.

>Ключові слова:електромагнітнийвитратомір, завдання синтезу,градієнтшвидкості,метрологічнідослідження.

>ANNOTATION

>I.V.Marfenko.Electromagneticflowmeterforpiрe-lines oflargediameters. –Manuscript.

>Thesisfor acandidate'sdegreebyspeciality 05.11.15 –Metrology andmetrologicalassurance. – The Kharkiv StatePolytechnic University, Kharkiv, 2000.

Thethesisisdeducated torealization and research ofelectromagneticflowmeter ofliquid in thefilledpiрe-lines oflargediameters (>dі300 мм) on thebase ofmagnetohydrodynamicalconverterswithlocalmagneticfield (>MHDLMF).

Thethesisformulates andsolves the problem ofsynthesis ofMHDLMFwith highmetrologicalcharacteristics. Theexperimentalresearches of thedevelopedMHDLMF,whichproved thetruth of thereceivedtheoreticalalgorithms,statements,conclusions,arefulfilled. Thereceivedresultsareusedforrealization ofMHDLMFISP-204,whichhavepassed the Stateacceptance and controltests andareregistered in the StateList ofmeasurementtechniquemeans,whichareacceptedforuse in Ukraine.

>Keywords:electromagneticflowmeter, problem ofsynthesis,gradient ofspeed,metrologicalresearches.

>АННОТАЦИЯ

>Марфенко І.В.Электромагнитний витратовимірювач для трубопроводів великих діаметрів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.11.15 – метрологія і метрологічне забезпечення. - Харківський державний політехнічний університет, Харків, 2000.

Дисертація присвячена створенню й дослідженню електромагнітногорасходомера – кошти вимірювання витрати рідини в заповнених трубопроводах великих діаметрів (>dі300 мм), який володіє малимиметаллоемкостью і енергоспоживанням, зручністю в експлуатації і високимиметрологическими характеристиками, незалежними через зміну фізико-хімічних властивостей вимірюваною середовища.

У дисертації розглянуті теоретичні питання розробки однієї з перспективних нині засобів вимірювання витрати рідини в заповнених трубопроводах великих діаметрів –расходомера змагнитогидродинамическим перетворювачем з локальним магнітним полем (>МГДЛМП). Вимірювання витрати врасходомерах здійснюється методом ">скорость-площадь", заснованому на визначенні витрати за швидкістю потоку лише у точці поперечного перерізу трубопроводу – точці середньої швидкості (ISO 7145, ГОСТ 8.361) – та її площі.

>Исследован принципове питання про рівень залежності показань таких перетворювачів від поперечного градієнта швидкості вимірюваного потоку, який сьогодні залишається питанням відкритим і вимагає відповіді. Для цього він розглянута математична модельМГДЛМП виміру атмосферного явища витрати в трубопроводах великих діаметрів, що базується на системі рівнянь магнітної гідродинаміці природничих граничних умовах; сформульована і вирішена завдання синтезуМГДЛМП, яка полягає у визначенні розподілуиндуцированних струмів (електричного потенціалу) в вимірюваному потоці рідини з урахуванням рішення системи двох завданьНеймана для рівнянь Пуассона іЛапласа для електричного і магнітного потенціалів відповідно.

Запропоновано і реалізована методика, яка описувала з достатньої точністю (похибка ~ 1,0 %) розподіл

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація