Турбінний вимірювальний перетворювач витрат з гідродинамічним врівноваженням чутливого елемента
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Турбінний вимірювальний перетворювач витрат з гідродинамічним врівноваженням чутливого елемента
|
|
| Creator |
Писарець, Анна Валеріївна
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.01 – Прилади та методи вимірювання механічних величин. – Національний технічний університет України ”Київський політехнічний інститут”, Київ, 2010. Дисертаційна робота присвячена вдосконаленню метрологічних та експлуатаційних характеристик швидкісних турбінних перетворювачів витрат шляхом гідродинамічного врівноваження їх чутливого елементу, розвитку теорії гідродинамічного врівноваження, а також створенню системи проектування швидкісних приладів вимірювання витрат рідин з аксіальною турбінкою з високими метрологічними характеристиками. В роботі наведено математичну модель швидкісного турбінного перетворювача витрат рідин з гідродинамічним врівноваженням чутливого елементу, що досягається створенням нерівномірного полю статичного тиску вздовж внутрішньої поверхні корпусу перетворювача. Проведено теоретичні та стендові дослідження впливу геометричних параметрів чутливого елементу турбінного перетворювача витрат на його метрологічні характеристики. За статистичними критеріями Фішера та Ст’юдента оцінено адекватність результатів математичного моделювання експериментальним даним. Проведено оптимізацію геометричних параметрів вимірювальної камери первинного перетворювача з метою вдосконалення метрологічних характеристик. Створено алгоритм та програмний продукт для дослідження метрологічних характеристик приладу та оптимізації параметрів турбінного перетворювача витрат з гідродинамічним врівноваженням чутливого елементу. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.01 – Приборы и методы измерения механических величин. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2010. Диссертационная работа посвящена улучшению метрологических и эксплуатационных характеристик скоростных турбинных преобразователей расхода путем гидродинамического уравновешивания их чувствительного элемента, развитию теории гидродинамического уравновешивания, а также созданию системы проектирования скоростных приборов измерения расхода жидкостей с аксиальной турбинкой с высокими метрологическими характеристиками. В работе приведена математическая модель скоростного турбинного преобразователя расхода жидкости с гидродинамическим уравновешиванием чувствительного элемента, которое достигается созданием неравномерного поля статического давления вдоль измерительной камеры преобразователя. Кроме геометрических характеристик внутренней поверхности преобразователя математическая модель учитывает распределение скорости потока измеряемой среды и его физические свойства. Проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния геометрических параметров чувствительного элемента турбинного преобразователя расхода на его метрологические характеристики. По статистическим критериям Фишера и Стьюдента оценена адекватность результатов математического моделирования экспериментальным данным. Решена задача оптимизации геометрических параметров измерительной камеры первичного преобразователя расхода с целью улучшения его метрологических характеристик по стратегии прямого поиска с помощью комплексного критерия, позволившего оценить работу преобразователя в динамическом режиме, характеризующемся минимальными значениями относительной и среднеинтегральной относительной погрешностей, с учетом начальных и граничных условий проектных параметров при обязательном равновесии чувствительного элемента в широком диапазоне расходов. В качестве проектных параметров выбраны: толщина профиля лопасти, радиальный зазор, втулочное отношение, количество лопастей, угол установки лопастей, осевая длина турбинки. На основании результатов оптимизации по минимальной основной погрешности создан опытный образец преобразователя, с относительной погрешностью, не превышающей 0,25 % на всем диапазоне измерений, по сравнению с 2 % погрешности известных турбинных преобразователей. При оптимизации по наименьшей среднеинтегральной относительной погрешности тех же измерительных преобразователей получено ее значение 0,14%. Разработаны алгоритм и программный продукт для исследования метрологических характеристик прибора и оптимизации параметров турбинного первичного преобразователя расхода с гидродинамическим уравновешиванием чувствительного элемента. Программный продукт позволяет: оценить величину осевого перемещения чувствительного элемента, условия его динамического равновесия, исследовать статическую характеристику преобразователя расхода, построить эпюру распределения статического давления вдоль его измерительной камеры, кривую погрешности измерения расхода, определить перепад давления на преобразователе для заданных условий эксплуатации, исследовать влияние геометрических параметров измерительной камеры преобразователя и физических свойств потока измеряемой жидкости на перечисленные характеристики, а также выбирать проектные параметры, строить графические зависимости метрологических характеристик преобразователя расхода, сравнивать его метрологические характеристики до и после оптимизации. Dissertation on getting of scientific degree of candidate of engineering sciences on specialty 05.11.01 – Devices and methods of measurement of mechanical quantities. – National Technical University of Ukraine “Kiev Politechnical Institute”, Kyiv, 2010. The dissertation work is devoted to metrological and operating characteristics improvement of velocity turbine flow rate transducers by hydrodynamic balancing of their sensors, hydrodynamic balancing theory evolution and system creation for optimal designing of velocity flow rate measuring devices with axial sensitive element and high metrological characteristics. At work the mathematic model of velocity turbine flow rate transducer with hydrodynamic balancing sensitive element by means of irregular static pressure field creation along the internal body surface of initial flow transducer is shown. Theoretical and experimental investigations were realized to determine influence of sensor’s geometric parameters of turbine initial flow transducer on the device metrological characteristics. The adequacy of mathematic model and experimental data was appreciated by statistical criteria of Fisher and Student. Geometrical parameters of measuring chamber primary transducer were optimized to improve the metrological characteristics. The algorithm and software to investigate the metrological characteristics of the device and optimize parameters of the turbine initial flow rate transducer with hydrodynamic balancing sensitive element were created. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2010-12-23T08:50:52Z
2010-12-23T08:50:52Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/668
|
|
| Language |
uk
|
|