НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ «КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

КОРОБКО Іван Васильович

директор центру професор, д.т.н.

ВИМІРЮВАЛЬНИЙ КОМПЛЕКС ВИЗНАЧЕННЯ ОБ’ЄМУ ТА ОБ’ЄМНОЇ ВИТРАТИ ГАЗУ З РОЗШИРЕНИМИ ДІАПАЗОНОМ ТА ФУНКЦІЄЮ САМОДІАГНОСТИКИ

Вступ

При обліку природного газу надзвичайно важливою і актуальною задачею є розширення діапазону вимірювання витрати при одночасному забезпеченні високої надійності та точності приладів.

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Існуючі прилади при розширенні

діапазону вимірювання втрачають

приписані їм метрологічні

характеристики.

Постановка задачі

Для побудови ефективного вузла вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу необхідно:

А) розширити діапазон вимірювання;

Б) забезпечити самодіагностику засобів вимірювання у процесі їх експлуатації в реальних умовах;

В) забезпечити достовірність результатів вимірювання та їх повторюваність.

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Хід вирішення поставлених проблем

1. Створення приладового комплексу обліку газу побудованого на

базі різних фізичних методів вимірювання: а) турбінного ВПВ;

б) ультразвукового ВПВ;

г) ВПВ з просторовою геометричною формою у вигляді труби Вентурі.

2. Формування максимально однорідної газодинамічної картини

потоку газу на вході ВПВ, особливо ультразвукового класу та

визначення впливу конфігурації вузла обліку на втрату тиску в

потоці і окреслення параметрів геометричної форми, які

забезпечують максимальне відновлення падіння тиску на

комплексі. Для цього із застосуванням комплексу

обчислювальної гідродинаміки реалізованого в програмному

пакеті Ansys Workbench CFX

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Приладовий

комплекс обліку газу

1 – турбінний перетворювач; 2 – ультразвуковий перетворювач

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

конфузор

Розрахункова геометрична модель

А - вхідна циліндрична ділянка, на якій встановлюється ТР ВПВГ;

В - конфузор;

С - горловина, на якій встановлюється УЗ ВПВГ;

Е - дифузор.

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Залежність втрати тиску ∆р від витрати Q при різних кутах розходження

Дифузорна ділянка

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Залежність втрати тиску ∆р від витрати Q при різних кутах сходження

Конфузорна ділянка

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

1 – турбінний перетворювач; 2 – ультразвуковий перетворювач

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

сопло

Приладовий

комплекс обліку газу

Розрахункова геометрична модель

А - вхідна циліндрична ділянка, на якій встановлюється ТР ВПВГ;

В - конфузор;

С - горловина, на якій встановлюється УЗ ВПВГ;

Е - дифузор.

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Співвдношення Вітошинського

22

2

32

1

1 1

11

3

вих

вих

вх

rr

х

lr

r х

l

де rвих- радіус виходу

rвх - радіус входу

х – відстані від початкової точки

l – загальна довжина сопла Вітошинського, l ≥ 2rвх

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Залежність втрати тиску ∆р від витрати Q при різних кутах сопла Вітошинського

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Результати моделювання

Ізотахи швидкостей для кута = 12o

Ізотахи

швидкостей

на вході

Ізотахи

швидкостей

після

звуження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Результати моделювання

Ізотахи швидкостей для кута = 12o

Ізотахи

швидкостей

на виході

Ізотахи

швидкостей

перед

розширенням

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Результати моделювання

Ізотахи швидкостей для кута = 21o

Ізотахи

швидкостей

на вході

Ізотахи

швидкостей

після

звуження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Результати моделювання

Ізотахи швидкостей для кута = 21o

Ізотахи

швидкостей

на виході

Ізотахи

швидкостей

перед

розширенням

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Результати моделювання

Ізотахи швидкостей для кута = 24o

Ізотахи

швидкостей

на вході

Ізотахи

швидкостей

після

звуження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Результати моделювання

Ізотахи швидкостей для кута = 24o

Ізотахи

швидкостей

на виході

Ізотахи

швидкостей

перед

розширенням

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Стендові дослідження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Стендові дослідження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Стендові дослідження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Стендові дослідження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Стендові дослідження

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Стендові дослідження

Похибки перетворювачів витрати

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

УЗ ВПВГ

ТР ВПВГ

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

Похибка вимірювального комплексу

Діапазон вимірювання

Загальний - 1562,5 З похибкою < 1%-200

Висновки

Впроваджений приладовий вимірювальний комплекс дозволяє:

1) Розширити діапазон вимірювання з величиною похибки, що не перевищує точність вимірювання за величини номінальних витрат для кожного класу приладів (загальний діапазон 1562,5; з похибкою < 1% - 200).

2) Застосування приладів на базі різних фізичних методів вимірювання: ультразвуковий, швидкісний та звужуючий пристрій надає можливість отримувати надлишкову інформацію, що створює передумови організації обопільної діагностики приладів.

3) Знаходження оптимальної геометрії просторової форми вузла вимірювання шляхом використання у вхідній (конфузорній) частині сопла Вітошинського створює симетрію швидкості по поперечному перерізі безпосередньо перед входом до ультразвукового лічильника газу, що забезпечує високі метрлоогічні характеристики.

КОРОБКО І.В

професор, д.т.н.

ДЯКУЄМО ЗА УВАГУ

Тел./факс +380 44 406 85-69

e-mail: prise@kpi.ua

web: prise.kpi.ua

КОРОБКО

Іван Васильович

доктор технічних наук,професор