Електромагнітний витратомір для трубопроводів великих діаметрів - Автореферат

Достатньо відзначити, що протягом останніх років прийнято цілий ряд Постанов Кабінету Міністрів (КМ) України, спрямованих на розробку засобів вимірювальної техніки (ЗВТ), які враховують витрату паливно-енергетичних ресурсів, та створення і впровадження приладів для обліку і регулювання витрати води та теплової енергії на промислових підприємствах і в побуті. У звязку з цим важливість проблеми метрологічного забезпечення вимірювань витрати різноманітних рідинних середовищ і, зокрема, розробки і створення сучасних ЗВТ обліку й ефективного використання водоресурсів, а також виробництва і впровадження їх у народному господарстві не викликає сумніву і постає дуже актуальною для України. Створення таких ЗВТ витрати (витратомірів) надзвичайно актуально, тому що дозволить вирішити проблему водокористування в цілому, включаючи такі питання як загальна оцінка водних ресурсів, видобуток, транспортування, облік і їхній розподіл, а також водозберігаючі, екологічні проблеми. Методи та засоби повірки”, яка виконувалася в ХДНДІМ ДНВО “Метрологія” в 1993-1995 р. згідно з Планом державної стандартизації, та 06.01.16.04 “Створення державного еталона одиниці обємної витрати рідини”, державний реєстр № 0195UO31075, яка виконується ХДНДІМ з 1998 р. по цей час, де автор є відповідальним виконавцем, згідно з Програмою створення еталонної бази України, в забезпечення: - “Концепції метрологічного забезпечення пристроїв обліку та регулювання споживання води та паливно-енергетичних ресурсів”, розробленою Держстандартом України згідно з дорученням КМ України (протокол №7 від 10.02.1996 р.). Вирішити задачу синтезу ЕМВ, на основі чого визначити передатну функцію ЕМВ ЛМП і за допомогою її аналізу одержати оптимальні параметри МГД ЛМП, тобто такі параметри, при яких похибки вимірювання витрати даними ЕМВ у трубопроводах великих діаметрів, повязані з варіацією епюри швидкостей і її градієнтів у "точці" вимірювання, не будуть перевищувати наперед заданих величин, обумовлених вимогами конкретно розвязуваної гідрометричної задачі.У вступі дано коротку характеристику дисертаційної роботи: обгрунтовано актуальність теми; сформульовано цілі і задачі дослідження; визначено наукову новизну і практичну цінність роботи; викладено основні положення, що виносяться на захист; визначено авторський внесок у сумісних роботах, а також наведено відомості про апробацію результатів виконаних досліджень. Проте засоби вимірювальної техніки для трубопроводів великих діаметрів не можуть копіювати традиційні електромагнітні витратоміри для трубопроводів малих діаметрів, де магнітні системи охоплюють трубу подібно системі відхилення кінескопа, оскільки в цьому разі на діаметрах 1000 мм і більше їх вага складатиме декілька тисяч кілограмів, тобто вони мають великі габарити, металоємність і енерговитрату і тому практично не застосовуються для вимірювання витрати рідини у трубопроводах великих діаметрів. Водночас, з огляду на достоїнства електромагнітного методу, дуже перспективним є створення компактних ЕМВ з малою металоємністю на основі МГД ЛМП, які мають низьку енерговитрату, невелику вартість, зручність в експлуатації та забезпечують вимірювання витрати у заповнених трубопроводах великих діаметрів за методом “площа-швидкість”, заснованим на визначенні обємної витрати рідини за швидкістю потоку в одній точці (точці середньої швидкості) поперечного перетину трубопроводу і площі останнього, відповідно до ISO 7145 і ГОСТ 8. Задача ускладнюється ще й тим, що шукане рішення повинно бути у високому ступені адекватним процесам, які відбуваються в робочій області МГД ЛМП, а саме індукована ЕРС (сигнал ЕМВ) повинна визначатися тільки швидкістю прямування рідини в “точці” виміру - точці середньої швидкості і не залежати, відповідно до ISO 7145 і ГОСТ 8.361-79, від епюри швидкостей і її градієнтів у трубопроводі, тобто питання стосується обліку "тонких" моментів - впливу розподілу швидкості вимірюваного потоку та її градієнтів на покази МГД ЛМП. Сформульовано задачу синтезу МГД ЛМП, яка дозволяє визначити їх оптимальні параметри та полягає у визначенні розподілу індукованих струмів j (електричного потенціалу j) у робочій області перетворювача, обтічного потоком V вязкого нестисливого провідного середовища на основі розвязання системи двох задач Неймана для рівнянь Пуансона і Лапласа для електричного та магнітного потенціалів відповідно: Показано, що при цьому розподіл швидкостей у вимірюваному потоці рідини визначається системою рівнянь класичної гідродинаміки.Важливість проблеми метрологічного забезпечення і, зокрема, розробки і створення сучасних ЗВТ обліку й ефективного використання водних ресурсів очевидна і постає дуже актуальною для економіки України. На основі нових науково обгрунтованих теоретичних і експериментальних результатів, одержаних в дисертації, вирішено конкретне наукове завдання - створення сучасного, що відповідає вимогам сьогодення, компактного електромагнітного витратоміра для трубопроводів великих діаметрів (d і 300 мм), що має висо

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ