ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТІВ НАПІРНИХ ТРУБОК

Автор(и)

  • Maxim Svyta Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" http://orcid.org/0000-0003-0560-3620
  • Natalia Zaschepkina Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" http://orcid.org/0000-0001-9397-6632

DOI:

https://doi.org/10.30837/2522-9818.2020.12.148

Ключові слова:

напірна трубка, пневмометричний метод, коефіцієнт трубки, швидкість, витрата

Анотація

Предметом дослідження в статті є напірні трубки, що служать датчиками для приладів, які вимірюють швидкість та витрату газів пневмометричним методом. Мета роботи - удосконалення методу знаходження коефіцієнтів напірних трубок для підвищення точності вимірювання швидкості та витрати газів. В статті вирішено завдання експериментального визначення коефіцієнтів точкових та усереднюючих напірних трубок в діапазоні швидкостей від 2 до 20 м/с. Розраховані середні коефіцієнти напірних трубок та похибка, що спричинена зміщенням орієнтації напірної трубки з вісі потоку на швидкості 10 м/с при середньому значенні коефіцієнта напірної трубки для трубок які досліджувались. У дослідженнях використані методи аналізу та синтезу, аналітичної та нарисної геометрії, теорії ймовірності, математичної статистики та чисельні методи з використанням комп’ютерних технологій. Результати роботи представлені у вигляді графічних залежностей коефіцієнту напірної трубки як функції швидкості газового потоку. Також показана графічна залежність швидкості потоку від кута повороту вісі напірної трубки відносно вісі потоку на швидкості 10 м/с при середньому значенні коефіцієнта напірної трубки для трубок, які брали участь у експерименті. Висновки: удосконалено метод для визначення коефіцієнтів як точкових так і усереднюючих напірних трубок. Виявлено, що у більшості трубок які досліджувались, коефіцієнт напірної трубки не стабільний в діапазоні швидкостей від 2 до 20 м/с. Таким чином, виникає додаткова похибка, яка спричинена нестабільністю коефіцієнта напірної трубки, так як коефіцієнт напірної трубки пропорційний швидкості газового потоку. Найбільш стабільні коефіцієнти мають трубки Піто та "ТНУ-8-6". Трубка Піто має середній коефіцієнт який дорівнює 1,009, стабільність коефіцієнту трубки відносно середнього значення склала ±0,8%. Трубка "ТНУ-8-6" має середній коефіцієнт який дорівнює 0,6683, стабільність коефіцієнту трубки відносно середнього значення ±1,3%. Також дані рекомендації щодо програмного забезпечення вимірювачів швидкості та витратомірів газів для зменшення інструментальної похибки.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Maxim Svyta, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

аспірант кафедри інформаційно-вимірювальних технологій, головний інженер ТОВ "НВФ "ПРОБА"

Natalia Zaschepkina, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

доктор технічних наук, професор, професор кафедри інформаційно-вимірювальних технологій

Посилання

ISO 5167-1:2003. Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full – Part 1: General principles and requirements.

Harlan, H., Bengtson, P. Flow Measurement in Pipes and Ducts, An online, continuing education engineering course for 4 PDH credit, available at: https://www.cedengineering.com/userfiles/Flow%20Measurement%20in%20Pipes%20and%20Ducts.pdf (last acceded 23.04.2020).

Bilynskyi, Y., Stasiuk, M., Hladyshevskyi, M. (2015), "Analysis of methods and means of cost control of liquid and gaseous media and their classification" ["Analiz metodiv i zasobiv kontroliu vytrat ridkykh i hazopodibnykh seredovyshch ta yikhnia klasyfikatsiia"], Scientific works of VNTU, No. 1.

Rosemount Annubar Flow Meter Series, available at: https://www.emerson.com/documents/automation/flyer-rosemount-annubar-flowmeter-series-en-87398.pdf (last acceded 23.04.2020).

GOST 8.361-79. State system for ensuring the uniformity of measurements (GSI). The flow rate of liquid and gas. The methodology for measuring speed at one point in the pipe section. [Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmereniy (GSI). Raskhod zhidkosti i gaza. Metodika vypolneniya izmereniy po skorosti v odnoy tochke secheniya truby.]

Klopfenstein, R. Jr. (1998), Air velocity and flow measurement using a Pitot tube. ISA Transactions. No 37(4) P. 257–263. DOI: https://doi.org/10.1016/S0019-0578(98)00036-6

Kremlevskij, P. (2002), Flowmeters and counters of the amount of substances: Reference: Book. 1. 5th ed. reslave. and add. [Raskhodomery i schetchiki kolichestva veshchestv : Spravochnik : Kn. 1. 5–e izd. pererab. i dop.], St. Petersburg: Polittehnics, 409 p.

Kabaciński, M., Pospolita, J. (2011), "Experimental research into a new design of flow-averaging tube", Flow Measurement and Instrumentation, No. 22 (5), P. 421–427. DOI: https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2011.06.006

Dementyev, C., Dementyev, Y. (2008), "Experimental determination of the pressure tube coefficient for gas flow control" ["Eksperymentalne vyznachennia koefitsiienta napirnoi trubky dlia kontroliu vytraty haziv"], Bulletin of Khmelnitsky National University, No. 3, P. 56–58.

GOST 17.2.4.06-90. Protection of Nature. Atmosphere. Methods for determining the speed and flow rate of dust and gas streams emanating from stationary sources of pollution [Okhrana prirody. Atmosfera. Metody opredeleniya skorosti i raskhoda gazopylevykh potokov, otkhodyashchikh ot statsionarnykh istochnikov zagryazneniya].

Ivashchenko, A., Mykytchik, P., Gaidai, V., Svyta, M., Kupchinsky, V. (2018), "The use of averaging pressure tubes for measuring the speed and flow rate of gas" ["Zastosuvannia useredniuvalnykh napirnykh trubok za vymiriuvannia shvydkosti ta vytraty hazu"], Metrology and devices, No. 1, P. 26–30.

Staskevich, N., Severinets, G., Vigdorchik, D. (1990), Handbook of gas supply and use of gas [Spravochnik po gazosnabzheniyu i ispol'zovaniyu gaza], Lviv, Nedra, 762 p.

DSTU 8725:2017. Air quality. Emissions from stationary sources. Methods for determining the velocity and flow rate of gas-dust streams. [Yakist povitria. Vykydy statsionarnykh dzherel. Metody vyznachennia shvydkosti ta obiemnoi vytraty hazopylovykh potokiv].

Kabacinski, M., Lachowich, C., Pospolita, J. (2013), "Numerical Analysis of Flow Averaging Tubes in the Vortex-Shedding Regime", Archive of Mechanical Engineering, Vol. 60 (4), P. 283–297. DOI: https://doi.org/10.2478/meceng-2013-0018

Limin, Z., Lijun S., Lixiao, Q. (2011), "Experimental research of Averaging Pitot Tube Flow Sensors with Flow Conditioning Wing", International Conference on Electric Information and Control Engineering. School of Electrical Engineering and Automation. Tianjin University. Tianjin Key Laboratory of Process Measurement and Control. Tianjin. China. DOI: 10.1109/ICEICE.2011.5778019.

Dobrowolski, B., Kabacinski, M., Pospolita, J. (2005), "A mathematical model of the self-averaging Pitot tube. A mathematical model of a flow sensor", Flow Measurement and Instrumentation. No. 16 (4), P. 251–265. DOI: https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2005.02.001

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-24

Як цитувати

Svyta, M. і Zaschepkina, N. (2020) «ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТІВ НАПІРНИХ ТРУБОК», СУЧАСНИЙ СТАН НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ТЕХНОЛОГІЙ В ПРОМИСЛОВОСТІ, (2 (12), с. 148–156. doi: 10.30837/2522-9818.2020.12.148.