№1 (85) — ЖУРНАЛ "ТРУБОПРОВІДНИЙ ТРАНСПОРТ", 01-12.2014

More documents

Recommendations

Info

НАУКА Експериментальні дані швидкостей в k-ому перетині Ri (), i= 1− n вд υ km 1-2 2-3 … 99-100 1 вд km 0 – 0,1 1 розвиненого однорідного потоку на вході до місцевого опору визначається виразом: вд υ0m( n) υ0m( n) = υ n υ вд km n υ вд km 0,1 – 0,2 2 … (1) (1) … max0m , (2) де υ 0m (n) - значення швидкості в n-ій точці по m-ій діаметральній хорді 0-ого січення; υ max0m - значення максимальної швидкості по m-ій діаметральній хорді 0-ого січення. Для оцінки величини неоднорідності поля n υ (2) … n ( n′ ) υ1 вд 1 km n υ (2) … n ( n′ ) υ2 вд 2 km … … розподілу швидкості пропонується застосувати критерій загальної відмінності розподілу відносних швидкостей між перетинами 0 і до по діаметральній хорді на базі критерію неспівпадання двох експериментальних кривих, які порівнюються [4]: D σ km = aσ 2km 2 0 km , вд km вд km … 0,9 – 1,0 n υ вд (1) n υ вд (2) … n вд ( n′ ) υ n υ 0 вд m вд υ ∗ 0m (средина интервала) вkm в ∑ n υ вд ikm i= 1 (1) вkm в n υ вд ikm i= 1 Розрахункові дані для 0-ого перетину ∑ (2) … в ∑ вkm i= 1 n вд υikm ( n′ ) 2 4 … 99,5 n υ 0 вд m вд n 0m вд υ0 m υ ⋅ n υ 0 вд m вд n 0m вд υ0 m n υ υ ⋅ … 0 вд m 0,05 … 0,15 … 0,25 … … 0,95 … (0) (0) (0) (0) Всего C 1 D 1 C 2 D 2 … υ Розрахункові дані для k-ого перетину вд υ ∗ km (середина інтервалу) (0) (0) E 1 2 … E … 2 4 … 99,5 вд n n υ вд km вд km υkm υ ⋅ вд вд n n υ km вд km υkm υ ⋅ … вд 0,05 … 0,15 … 0,25 … … 0,95 … Всього υ ( k ) ( k ) ( k ) ( k ) C 1 D 1 C 2 2 ( k ) ( k ) E 1 2 … D … E … n υ n′ ∑ i= 1 n′ ∑ i= 1 n′ ∑ i= 1 в ∑ i= 1 n вд υ1 km n вд υ2 km … n n вд υвkm вд υikm () i () i () i () i вд n 0m вд υ0 m υ ⋅ (0) D m (0) E m Таблиця 2 Таблиця 3 Таблиця 4 вд n υ υkm ⋅ n вд km υkm D ( k ) m ( k ) E m при k 1 =a; k 2 =n-2a (3) де D 2km - дисперсія відхилення значень розподілення відносних швидкостей між перетинами 0 та k по діаметральній хорді m; а – число груп значень проекцій векторів швидкостей υ ∗ km( n ) в k-ом поперечному перетині по діаметральній хорді m (для нашого випадку а = n); υ ∗ km( n )- випадкова варіація експериментальних результатів в перетинах 0 та k по діаметральній хорді m; k 1 – число ступенів вільності (число вільно варіативних значень); k 2 - число степенів вільності (число значень варіювання, які можуть приймати довільні значення, не змінюючи загального рівня в межах якого ці значення варіюються). Дисперсія відхилення значень розподілу відносних швидкостей між перетинами 0 і до по діаметральній хорді m визначається залежності: / n = ∑ вд вд 2 ( υ0m( ) −υkm ( )) , 2km im i= 1 M n mi ⋅nkmi = n0mi + nkmi ; im D M i i (4) 0 де – частота, яка вказує, скільки разів при даних значеннях R (i) зустрічається υ вд () i 0 m ; n kmi – частота, яка вказує, скільки разів при даних значеннях R (i) зустрічаються однакові значення швидкості; υ вд () i 0 m ; R(n) – координата визначення n-ої проекції швидкості в поперечному січенні по діаметральній хорді; -R≤R(n)≤R, де R – радіус трубопроводу, де проводиться оцінка величини неоднорідності потоку; n 1 - кількість середин інтервалів визначення швидкості по діаметральній хорді (для нашого випадку n 1 =50). Випадкова варіація експериментальних результатів в поперечних перетинах 0 та k по діаметральній хорді m визначається виразом: вд 2 0(( υ0m()) i ⋅ n / n ∑ υ вд 2 ) + k(( υkm()) i ⋅n / n ∑ υ вд ) −( 0( υ0m() i ⋅n / n ∑ υ 2 вд ) −( kυkm() i ⋅n / n ∑ υ ) 2 m m () i () i () i вд вд вд вд 0 km 0 km() i 2 σ 0 = i= 1 = 1 = 1 = 1 i i i n0 − 2a km km n вд ∑ kυkm() i ⋅nυ ) 2 вд km () i / n вд 2 i= 1 ( k km( i) n вд ) υkm () i де ∑ υ ⋅ = i= 1 / nkmi ; n вд ∑ 0υ0 m() i ⋅nυ ) 2 / n вд 2 i= 1 ( ∑ 0υ 0 m() i ⋅ n вд ) = υ0 m () i i= 1 n0 вд 0 m () i mi (5) . Практичний аналіз просторової неоднорідності потоків рідини по розробленій методиці оцінки вірогідності неспівпадання кривих розподілу швидкостей в поперечних перетинах зручно здійснювати з табличним представленням результатів, як що входять так і витікаючих даних. Для цього експериментальні дані наведено в таблицях 1 і 2. Для порівняння епюр розподілу швидкостей в поперечних перетинах (0 і до) з таблиціь 1 і 2 визначимо часткові середні для кривих, отриманих в нульовому (табл. 3) і до-ом (табл. 4) перетинах. де в = ∑ ; в = ∑ ;.. в = ∑ (0) (0) (0) 1 2 m iυ iυ вд вд вд iυ 0 0 0 m m m i i i = 1 = 1 = 1 C n (1) C n (2) . C n ( n) ; D D D E ; E ;... E . (0) (0) (0) 1 = C1 = C = C 2 (0) (0) (0) m (0) 1 2 m (0) (0) 2 m в вд ∑υi0 ⋅ (1); в вд ∑υi0 ⋅ ( ;... в вд = ∑υi 0 ⋅ (0) (0) (0) m m m 1 2 m вд υi0m вд υi0m вд υi0m i i= 1 i = 1 = 1 D = n D = n 2 ) D n ( n′ ); де в = ∑ в = ∑ в = ∑ ( k) ( k) ( k) 1 2 m iυ iυ вд вд вд iυ 0 0 0 m m m i i i = 1 = 1 = 1 C n (1); C n (2);... C n ( n) ; 30 ТРУБОПРОВIДНИЙ ТРАНСПОРТ | СІЧЕНЬ-ЛЮТИЙ 1(85) 2014 р.
НАУКА в вд ∑υi 0 ⋅nυ (1 ; D2 в вд ∑υi0 ⋅ Dm в вд ∑υi0 ⋅ ( k) ( k) ( k) m m m 1 вд i0m вд υi0m вд υi0m i= 1 i i = 1 = 1 D = ) = n (2);... = n ( n′ ); D D D E ; E ;... E . ( k) ( k) ( k) 1 = C1 = C = C 2 ( k) ( k) ( k) m 1 2 m ( k ( k) ( k) ) 2 m Використовуючи результати розрахунків (табл. 3 та 4) визначимо міру випадкової варіації (υ 2 ) результатів 0-ого та k-ого перетину 0 (табл. 5) Міра випадкової варіації 0-ий перетин (0) (0) C L C 1 (0) (0) ( k ) L 1 C 1 k-ий перетин L ( k ) ( k ) C L ( k ) 1 Таблиця 5 де в ∗вд 2 = ∑[( υi0m(1) ) ⋅ ]; в ∗вд = ∑[ υi0m(2) ⋅ в ∗вд = ∑ υi0m( n′ ) ⋅ I 0 0 2 2 1 2 m вд 0m вд 0m вд 0m ∗ υi ∗ υi ∗ υi = 1 = 1 i i i= 1 L n L ( ) n ];... L [( ) n ]; в ∗ = ∑ υik ⋅ в ∗ = ∑ υikm ⋅ в ∗вд = ∑ υi km ( n′ ⋅ k k I вд вд 2 2 2 m 1 2 m вд ikm вд ikm вд ikm ∗ υ ∗ υ ∗ υ i i i = 1 = 1 = 1 i i i = 1 = 1 = 1 L [( (1)) n ]; L [( (2)) n ];... L [( )) n ]; ∑ ∑ * C0 = ( C 2 * ) ; Ck = ( C 2 ) ; (0) ( k ) 0 k * * C0 (0) 2 Ck ( k ) 2 = ( ∑ 0C ) ; = ( ∑ k C ) . n0 nk Для оцінки відмінності в кривих, які порівнюються, використовуємо результати обчислень, приведені в табл. 5 і складемо табл.6. Використовуючи результати обчислень, які приведені в табл. 6, маємо всі необхідні дані для визначення по вираженню (5) критерію загальної відмінності двох експериментальних кривих просторової неоднорідності потоків рідини в кожному поперечному перетині. Така оцінка здійснюється в кожному з досліджуваних поперечних перетинів вимірювального тракту (рис. 1) за значенням проекцій векторів швидкості по m діаметральних хордах (у нашому випадку m = 4) (рис. 2). Таким чином, в кожному поперечному перетині по вираженню (5) розраховуємо m значень критерію відмінності двох експериментальних кривих просторової неоднорідності потоків рідини. Для комплексної оцінки асиметрії потоку в поперечному перетині вимірюваного тракту по набутих значень m критерійних оцінок визначаємо середнє квадратичне відхилення від середнього значення симетричного потоку в 0-ом вхідному на досліджуваній ділянці перетину (осесиметричний профіль Грего) по виразу: 2 m ∑( σ ki − K0) σ ∑ i= 1 = m k m ∑σ ki , (6) 0 E C C (0) 2 (0) 3 (0) ( k ) L 2 C 2 (0) ( k ) L 3 C 3 … … … … C (0) в (0) L в в в в 0 (0) ( k ) ∑ 0Ci ∑ 0 Li ∑ kCi i= 1 i= 1 i= 1 Оцінка відмінності кривих 0 E 1 0 E 2 0 E 3 … 0 C k E E k 0 1 C 1 E k 0 2 C 2 E k 0 3 C 3 … … k 0 k C E − E k C 1 0 k 1 1 ( E − E ) 0 k 2 i= 1 K де 0 = m . За результатами оцінки вірогідності неспівпадання досліджуваних кривих в поперечних перетинах вимірювального тракту (рис. 1), використовуючи значення критерію загальної відмінності два кривих, які порівнюються, можна оцінити не лише величину неоднорідності потоку рідини і газу, але і визначити ділянки, де з певною достовірністю можна визначити потоки, які близькі до однорідності і є пріоритетними для розміщення ІПР. Висновки Розглянуто чинники впливу на метрологічні характеристики вимірювальних перетворювачів витрати і визначені основні з них. Показано, що на якість виміру істотно впливають гідродинамічні характеристики вимірюваних потоків рідин і газів, а особливо їх неоднорідність, у тому числі несиметрична епюр розподілу швидкості в поперечному перетині вимірювального каналу. Обґрунтовано методику визначення міри неоднорідності швидкостей в поперечних перетинах трубопроводів до і після вимірювального перетворювача і у вимірювальній камері перетворювача з подальшою оцінкою впливу неоднорідності потоку на метрологічні характеристики засобу виміру. У основу розробленої методики закладено оцінювання вірогідності неспівпадання кривих розподілу швидкостей в поперечних перетинах. За результатами такого оцінювання розробляються рекомендації на удосконалення самих вимірювальних перетворювачів і місця їх установки на вузлі обліку, що направлені на зменшення похибок приладів і систем виміру витрати і кількості рідин і газів. • k 2 E − E C 0 k E2 − E2 k C 3 … 0 Eв 0 k k C в E в C в n E − E 0 k 3 3 … ( E − E ) 0 k 2 1 1 ( E − E ) 0 k 2 2 2 ( E − E ) 0 k 2 3 3 … в в 0 k 1 = ∑Ci n2 = C в ∑ i i= 1 i= 1 - - ∑ i= 1 C ( k ) в ЛІТЕРАТУРА L L 1. Дорожовець М.М., Семенистий А.В., Стадник Б.І. Теоретичний аналіз просторового розподілу швидкості руху рідини за допомогою функцій Саламі для багатоканального ультразвукового витратоміра.// Вісник Національного університету «Львівська політехніка» «Автоматика, вимірювання та керування». - 2004. №500. - С. 131-134. 2. Терещенко С.А., Рыгалов М.Н. Акустическая многоплоскостная расходометрия на основе методов квадратурного интегрирования // Акустический журнал. - 2004. Том 50.31. - С. 116-122. 3. Гришанова І.А., Коробко І.В. Системи CAD/CAE. ANSYS FLUENT . – К.: «Дія ЛТД». - 2012. – 208 с. 4. Длин А.М. Математическая статистика в технике.- М.: Государственное издательство «Советская наука». - 1958. – 466 с. ( k ) 2 ( k ) 3 в ( k ) ∑ Li i= 1 в k ∑ kLi i= 1 0 k C ⋅C 0 0 M = ( ) M ⋅( E −E ) C 0 C k + M M M C ⋅C 0 k ( ) M ⋅( E −E ) 0 k 1 1 1 = 0 k C1 + C1 0 k 2 2 2 = 0 k C2 + C2 1 1 1 C ⋅C 0 k ( ) M ⋅( E −E ) 0 k 3 3 3 = 0 k C3 + C3 2 2 2 C ⋅C 0 k ( ) M ⋅( E −E ) … 0 в 0 в в 3 3 3 … k C ⋅Cв 0 k M в = ( ) k Mв⋅( Eв −Eв ) C + C M i M ⋅( E −E ) 0 k 2 M ⋅( E −E ) 0 k 2 1 1 1 M ⋅( E −E ) 0 k 2 2 2 2 M ⋅( E −E ) 0 k 2 3 3 3 … M ⋅( E −E ) 0 k 2 в в в в [ Mi( Ei k − Ei )] = T1 в ∑[ Mi( Ei k 2 − Ei ) ] = T2 0 0 mk mk i= 1 i= 1 ∑ Таблиця 6 ТРУБОПРОВIДНИЙ ТРАНСПОРТ | СІЧЕНЬ-ЛЮТИЙ 1(85) 2014 р. 31
Page 1 and 2: січень-лютий 1(85) 2014
Page 3: Виробництво 8 стор.
Page 7 and 8: ТЕМА НОМЕРА ІВАНО-Ф
Page 9 and 10: ТЕМА НОМЕРА факуль
Page 11 and 12: ІННОВАЦІЇ простоту
Page 13 and 14: ВИРОБНИЦТВО мальни
Page 15 and 16: ВИРОБНИЦТВО Додава
Page 17 and 18: ВИРОБНИЦТВО зменше
Page 19 and 20: ВИРОБНИЦТВО цеси з
Page 21 and 22: СТАНДАРТИЗАЦІЯ З 201
Page 23 and 24: ПІДГОТОВКА ПЕРСОНА
Page 25 and 26: ПІДГОТОВКА ПЕРСОНА
Page 27 and 28: ОБМІН ДОСВІДОМ Рис.
Page 29 and 30: ОБМІН ДОСВІДОМ авт
Page 31: НАУКА Рис. 3. Графік
Page 35 and 36: НАУКА ня зазначено
Page 37 and 38: НАУКА Зіставляючи
Page 39 and 40: СТОРІНКА РЕДАКЦІЇ

№1 (85) — ЖУРНАЛ "ТРУБОПРОВІДНИЙ ТРАНСПОРТ", 01-12.2014

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?