Повышение точности измерения расхода газа в условиях динамического возмущения потока на замерных узлах газораспределительных и газоизмерительных станций
Диссертация
На основе разработанных методов расчета пульсационных характеристик и выбора параметров основных узлов предложено автором и создано экспериментальное оборудование, измерительно-обрабатывающий комплекс (датчики, аппаратура и программное обеспечение), позволяющее проводить исследования погрешности газовых расходомеров при входном давлении до 3 МПа в условиях пульсирующего потока газа… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ НА ПОГРЕШНОСТЬ ГАЗОВЫХ РАСХОДОМЕРОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ
- 1. 1. Анализ режимных параметров газораспределительных станций
- 1. 1. 1. Метод измерения расхода на существующих газораспределительных станциях
- 1. 1. 2. Характер и происхождение пульсаций потока при транспорте газа
- 1. 1. 3. Теоретические основы метода переменного перепада давлений
- 1. 2. Исследование влияния пульсаций давления на погрешность газовых расходомеров
- 1. 3. Методы и устройства борьбы с дополнительной систематической погрешностью от пульсаций
- 1. 4. Методы и средства экспериментального исследования расходомеров в условиях пульсирующего потока газа
- 1. 5. Требования, предъявляемые к стендовому оборудованию
- 1. 6. Постановка задач исследований
- 1. 1. Анализ режимных параметров газораспределительных станций
- Глава 2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАСХОДОМЕРОВ В УСЛОВИЯХ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ПОТОКА ГАЗА
- 2. 1. Функциональная и структурная схема стенда для испытаний расходомеров
- 2. 2. Выбор конструктивной схемы и схемы подключения газового генератора колебаний
- 2. 3. Методика расчета и исследование пульсационных характеристик экспериментальной установки
- 2. 3. 1. Математическая модель установки
- 2. 3. 2. Алгоритм и программа расчета характеристик
- 2. 3. 3. Теоретическое исследование пульсационных характеристик
- 2. 3. 4. Выбор параметров основных узлов предлагаемого стенда
- 2. 4. Конструкция стенда и информационно-обрабатывающий комплекс
- Глава 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ НА ПОГРЕШНОСТЬ ДИАФРАГМЕННЫХ ГАЗОВЫХ РАСХОДОМЕРОВ
- 3. 1. Методика расчета погрешности расходомера в условиях пульсирующего потока газа
- 3. 1. 1. Математическая модель газовой магистрали с диафрагменным расходомером
- 3. 1. 2. Математическая модель газовой измерительной цепи расходомера
- 3. 1. 3. Алгоритм и программа расчета погрешности диафрагменных расходомеров
- 3. 2. Анализ влияния пульсаций давления на погрешность диафрагменных расходомеров
- 3. 3. Методы экспериментального определения погрешности расходомеров
- 3. 1. Методика расчета погрешности расходомера в условиях пульсирующего потока газа
- Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИУЛЬСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТЕНДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ НА ПОГРЕШНОСТЬ ГАЗОВЫХ РАСХОДОМЕРОВ
- 4. 1. Алгоритм и программы автоматизированной обработки экспериментальных данных
- 4. 2. Экспериментальное исследование пульсационных характеристик стенда
- 4. 3. Экспериментальное исследование диафрагменных расходомеров
- 4. 4. Рекомендации по повышению точности измерения расхода газа на реальных замерных узлах
- Основные результаты работы
Список литературы
- А. С. 326 466 (СССР). Стенд для исследования частотных характеристик элементов гидравлических систем / Шорин В. П. Опубл. В Б. И., 1972, № 4.
- Беляев Н. М. и др. Пневмогидравлические системы. Расчет и проектирование. М.: Высш. шк, 1988.-271 с.
- Бондаренко А. А., Якумин А. В. Оптимальная стабилизация режимов газотранспортной системы на основе агрегированной модели нестационарного течения газа в трубопроводе // Харьк. ин-т инж. гор. х-ва.- Харьков, 1990.- 19 с.
- Бурмакина О.П., Ивановский О. В. Экспериментальное определение погрешности измерения средних расходов пульсирующих потоков воды // Материалы 3-й Респ. научн.-техн. конференции по метрологии, Тбилиси, 1974. С. 23−28.
- Вызов JI.H., Руднев А. В., Сафонов Л. Г. Экспериментальное исследование динамических характеристик расходомеров // Изм. расх. жидк. газа и пара.- М., 1973.- С.40−47.
- Гаптрахманов P.P. Оценка погрешности результата измерения расхода при пульсациях потока: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань, 1995.-17с.
- Гармаш В.Б., Шершков В. В. Моделирование нестационарного движения газа по сложной сети газопроводов // Реф. информ. ВНИИ экон. орг. пр-ва и техн.-экон. ин-форм. в газ. пром-ти. Транспорт и хранение газа. -1980, № 2. -С. 18−25.
- Гафанович М.Д. Измерение расхода газа в промышленности.- М.: Энергия, 1970.120 с.
- Гимадиев А.Г. О методике экспериментального определения импеданса дросселирующих элементов // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем JIA. Сб. научн. тр. Куйбышев: КуАИ, 1984. — С.78−82.
- Гимадиев А.Г. О неустановившемся движении жидкости и газа через дросселирующие элементы. Самара: Самарский авиац. ин-т. — 1991.-30 с.
- Гимадиев А.Г., Кашапов И. Д. О влиянии пульсаций давления на точность измерения расхода газа методом стандартных диафрагм // Самарский государственный аэрокосмический университет. Самара, 1996. — 21 с. — Деп. ВИНИТИ, № 3401-В95 от 21.10.1995 г.
- Гимадиев А.Г., Кашапов И. Д. Экспериментальное определение составляющих погрешности газового диафрагменного расходомера из-за пульсаций перепада давления // Самар. госуд. аэрокосмич. ун-т. Самара, 2001. — 10 с. Деп. ВИНИТИ, №.858-В2001 от 03.04.2001 г.
- Гимадиев А.Г., Кашапов И. Д., Слива Е. С. Экспериментальное оборудование для исследования расходомеров в условиях пульсирующего потока газа. -Ракетно-космическая техника. Научно-технический сборник. — Самара, 1998,-серия XXII, вып. 1.-С. 113−118.
- Гимадиев А.Г., Слива Е. С., Кашапов И. Д. Анализ интегральных схем для измерения действующего значения параметров энергетических установок // Ракетно-космическая техника. Научно-технический сборник. Самара, 1998,-серия XXII, вып. 1.- С. 119−129.
- Гимадиев А.Г., Шорин В. П. О влиянии помех на частотные характеристики каналов систем измерения давления // Аэродинамика, динамика полета и системы управления: Межвуз. сб. научн. тр.- Куйбышев: КуАИ, 1972.- Вып.1- С. 95−107.
- Гимадиев А.Г., Шорин В. П. О выборе входного параметра гармонической линеаризации характеристик дросселирующих элементов // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем ЛА. Сб. научн. тр. Куйбышев: КуАИ, 1978. -Вып. 5. — С. 78−82.
- Гимадиев А.Г., Шорин В. П. Исследование постоянного перепада давления в непроточных магистралях при периодическом движении жидкости // Машиноведение.- 1978. № 6. — С. 24−26.
- ГОСТ 8.563.1−97. Диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных трубопроводах круглого сечения. Технические условия.
- ГОСТ 8.563.2−97. Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств.
- Дробышева Н.А., Никифоров А. Н., Федоров А. В., Хуснутдинов. Измерение нестационарных расходов с помощью сужающих устройств. М., 1984, — 32 с.
- Дьяконов В. П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ. М.: Наука, -1987. — 240 с.
- Ибрагимов И.А., Фарзане Н. Г., Илясов JI.B. Элементы и системы пневмоавтоматики. М.: Высш. шк., 1975. — 360 с.
- Иванов Г. М., Делимбетов В. А. Динамические погрешности дифманометров, обусловленные несимметрией их подводящих каналов // Тр. МЭИ, 1972.- Вып. 136.- С. 139−144.
- Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992. — 672 с.
- Измерение и учет расхода газа: Справочное пособие / В. А. Динков, З. Т. Галиуллин, А. П. Подкопаев.- М.: Недра, 1979.- 304 с.
- Кабза 3. Математическое моделирование расходомеров с сужающими устройствами / (пер. с польск. под ред. П.П. Кремлевского). М.: Машиностроение, 1981.-115 с.
- Кабза 3., Посполита Я. Оценка диапазона изменения коэффициента расхода диафрагмы при пульсирующем течении // Соверш. средств измерения расхода жидкости, газа, пара.: Матер, научн.-техн. конф. / Ленингр. дом научн.-техн. проп. СПб., 1992. -С. 6−12.
- Кавлев А.К., Аксенов Ц. И., Ястребов В. Н. Экспериментальное исследование влияния случайных пульсаций расхода на точность измерения // Метрология, -1980. -N8. -С. 46−50.
- Кашапов И. Д. Выбор параметров установки для исследования характеристик расходомеров в условиях пульсирующего потока газа // Самар. госуд. аэрокосмич. ун-т. -Самара, 2000. 6 с. Деп. ВИНИТИ, №. 2905-В00 от 15.11.2000 г.
- Конев А.Г. Разработка и исследование стендов для частотных испытаний элементов топливных и гидравлических систем. Дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. -Куйбышев, 1983.-188 с.
- Краткий справочник метролога. Справочник. М.: Издательство стандартов, 1991.79 с.
- Кремлевский П.П. Критерии успокоения пульсирующих потоков // Тепл. и хим.-технолог. приборы и регуляторы. М.- JL, 1961. — С. 79−89.
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. Л.: Машиностроение, 1989.- 701 с.
- Лачков В.И. Новое средство коммерческого учета теплоносителей и тепловой энергии. // Измерительная техника, 1994, № 2. С. 41−43.
- Лямаев Б.Ф., Небольсин Г. П., Нелюбов В. А. Стационарные и переходные процессы в сложных гидросистемах./ Под. ред. Б. Ф. Лямаева. Л.: Машиностроение, 1978.-280 с.
- Методика измерения нестационарного расхода газа с использованием ИИС. Методическая разработка / Каз. хим.-техн. ин-т им СМ. Кирова. Состав, д.т.н. К.Р. Шангаре-ев. Казань, 1983.- 23 с.
- Многониточный микропроцессорный измерительный комплекс «Суперфлоу II». Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Совместное советско-американское предприятие «Совтексавтоматика», 1996. — 69 с.
- Пакет обработки сигналов ПОС. Руководство пользователя, часть 2: алгоритмы обработки сигналов. НПП «Мера». Мытищи-7,1996. — 139 с.
- Петров А.С. Интенсивность турбулентных пульсаций скорости в круглой трубе в зоне влияния диафрагмы. Л., 1987.- 12 с.
- Пешти Ю. В. Газовая смазка. М.: Изд-во МГТУ, 1993. — 381 с.
- Пистун Е.П., Химко М. П. Погрешности определения среднесуточного расхода газа, измеряемого методом переменного перепада давления // Метрология. 1990, № 9. — С. 33−39.
- Подкопаев А.П. Измерение расхода газов при нестационарном течении потока //Реф. информ. ВНИИ экон., орг. информ. в газовой промышленности. Транспорт и хранение газа, 1981, N6. -С. 7−11.
- Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами РД 50−213−80. М.: Изд-во стандартов, 1982. 317с.
- Расходомер переменного перепада давления//Слива Е.С., Гимадиев А. Г., Каша-пов И. Д. Решение о выдаче свидетельства РФ на полезную модель № 17 638 от 23.08.1999 г.
- Санчугов В.И. Методы отработки агрегатов и систем авиационной техники с использованием пульсирующих потоков жидкости. Дисс. на соиск. учен, степени докг. техн. наук. Самара, 1998. — 326 с.
- Слива Е.С. Коррекция характеристик информационных пневмогидравлических цепей для повышения точности систем измерения параметров двигателей и энергетических установок. Дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. Самара, 2000. — 193 с.
- Современное состояние и перспективы развития расходомеров и КИП. / Сэнто Таро // Automation.- 1996, — 41, № 9. С. 21 -26. Яп.
- Таршиш М.С. Контроль и диагностика при испытаниях авиадвигателей и гидроагрегатов. М.: Машиностроение, 1977. -168 с.
- Установка для калибровки стандартных диафрагм// А. Г. Гимадиев, И. Д. Кашапов, Е. С. Слива и др. Свидетельство РФ на полезную модель № 2649 от 15.01.1994 г.
- Установка для калибровки расходомеров // Гимадиев, А. Г., Кашапов И. Д. -Решение о выдаче свидетельства РФ на полезную модель № 23 374 от 18.08.2000 г.
- Фафурин В.А. Нестационарное движение газа в осесимметричных диафрагмах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань, 1996. — 22 с.
- Федоров А.В., Якушева Г. И. Динамические характеристики элементов канала измерения перепада сужающих устройств // Измерит, техн.- 1988, — № 10. С. 28−30.
- Хусаинов Н.М., Личко А. А., Королев В. Н. и др. Измерение расхода в нестандартных условиях: Обзорная информ./ (Сер. Образцовые и высокоточные методы измерений- Вып.4/ ВНИИКИ). М, 1980. — 44 с.
- Шорин В.П. О преиодическом течении жидкости через диафрагмы // Изв. вузов. Авиационная техника. 1970. — № 4. — С. 116−121.
- Шорин В.П. Характеристики диафрагм и жиклеров при пульсирующем течение жидкости // Гидростатические подшипники. М.: Машиностроение, 1973. — С. 85−92.
- Шорин В.П. Устранение колебаний в авиационных трубопроводах. М.: Машиностроение, 1980. — 155 с.
- Шорин В.П., Гимадиев А. Г. Расчет постоянного перепада давления на сосредоточенном сопротивлении при периодическом течении жидкости в безрасходной магистрали // Машиноведение. 1975, № 1.- С.28−31.
- Шорин В.П., Гимадиев А. Г. О выборе входного параметра гармонической линеаризации характеристик дросселирующих элементов // Изв. АН СССР. Энергетика к транспорт.- 1990.- № 5.- С.149−158.
- Шорин В.П., Гимадиев А. Г., Берестнев Г. И., Шабуров И. В. Алгоритм и программа расчета статических характеристик демпфированных пневмогидравлических измерительных цепей //Авиационная промышленность. -1989.- Прил.№ 6.- С. 28−30.
- Шумиловский Н.Н., Ситницкий Ю. И. Измерение пульсирующих потоков. // Сер. Научн. записки. Вып.5.- Львовск. политехи, ин-т, 1949.- С. 79−99.
- Щеголев Б. М. Математическая обработка наблюдений. М.: — Наука, 1969. — 344 с.
- Чарный И. А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах.- М.: Недра, 1975.-223 с.
- Чистяков В. С. Краткий справочник по теплотехническим измерениям. М.: Энер-гоатомиздат, 1990. — 320 с.
- Alpay S.A. Evaluation of the unsteady flow through an orifice by quasistatic flow coefficient// «Proc. 3rd Can.Congr.Appl.Mech., Calgary 1971». Calgary, 1971.- pp. 521 522.
- Blackman A.W. Effect of Nonlinear Losses on the Desing of Absorbes for Combustion Instabilities // ARSJ.-1960.- Vol. 30. pp.1022−1028.
- Деккер, Чанг. Нестационарные эффекты в процессе истечения сжатого воздуха из цилиндра через диафрагму. Труды американского общества инженеров-механиков, сер. Д, 1969, № 3, С. 17−27.
- Dobrowolski В. Kabza Z. Pospolita J. Numeryczne badania wplywu pulacji cisnienia nabledy pomiaru strumenia masy // Arch, hydrotech. 1981. — 28, N3. pp. 377−385.
- Dobrowolski B. Kabza Z. Pospolita J. Теоретическая оценка влияния пульсаций наошибки измерений средней величины массового расхода // Arch, hydrotech. 1983. -№ 2. pp. 165−174.
- Dobrowolski В., Kabza Z. Pospolita J. Ocena wplywu stanow nieustalonych strumenia nawlasciwosci metrologiczna przeplywomierzy zwezkowych. Warszawa, Wroslaw PWN, 1988.64 c.
- Downing P.M., Mottram R.C. The effects of flow pulsation on orifice plate flowmeters //Fluid Flow Meas. Mid 1970's. Proc. Conf., 1975. — Edinburg. — 1977. — pp.25−44.
- Earles W.E., and Zarek J.M. Use of Sharp-Edged Orifice for Metering Pulsating Flow //Proceeding of Institiutional of Mechanical Engeneers. 1963, № 37, pp. 12−23.
- Earles W.E., Jeffery B.J., Williams T.J., Zarek J.M. Pulsating flow measurement using anorifice-manometer systems // The Engeneer, Dec, 22,1967, pp. 821−825.
- Estel E. Durschflusszahl von Normdusen und Druckfall in Rohren beipulsierender Stromung // Physikalische Zeitschrift, 1937.- Bd 38.- s. 748−758.
- Floyd J.H. The effect of high frequency pulsations on differential meter accuracy // Pipe Line News. 1963.- Vol. 35.- № 2. pp. 19−23.
- Fujikawa Takeshi, Kurohashi Michiya, Kato Minoru, Aoshima Masakatsu, Yamamura Hidemasa. Calculation of pressure pulsation in piping system attached to reciprocating compressor // «KOBELCO Technol. Rev.», 1987, № 2, — pp. 53−57.
- Grimpson J., Hay N. Errors due to pulsating in orifice meters // Acron. J. 1971.-75. pp. 284−287.
- Hall N.A. Orifice and Flow Coefficient in Pulsating Flow // Trans. ASME. 1952. -Vol. 74.-№ 6. — pp. 925−929.
- Ingard U. and Ising H. Acoustic non-linearity of an orifice // J. Acoust. Soc. Am., 1967, vol. 42, № 6, pp. 6−17.
- ISO-Technical Report 3313−1974(E) Measurement of pulsating fluid flow in pipe by means of orifice plates, nozzles or Venturi tubes, in practical in the case of sinusoidal or square wave intermitten periodic type fluctuations, 1974.- 24 p.
- ISO/NC 3313: 1992(E) Measuriment of pulsating fluid flow in a pipe by means of orifice plates, nozzles or Venturi tubes.
- Jeffery В Я/ The design of a piping system containing an orifice meter for the measurement of the time-mean flowrate of a pulsating flow of gas // Gas and liquid pulsations in pip-ing systems. — Prediction and Control. 1988. — pp. 53−65.
- Kapushinski Y., Niedzielski E., Winieski Y. Uklad eliminjacy wplyw pulsagi przeplywajacej cieczy na wskazanie prezeppalywomierzy samochodowych // Pat. PNR, G OIF 15/02, № 98 506.
- Mohammad W.A., Mottram R.C. High frequency pulsation effects on orifice meter accuracy // Int. Conf. Adv. Meas. Techn., Bedford, 1981. pp. 81−94.
- Mortey C.L. Acoustic proporties of opcungs at low treguenc // J. Sound and Vibrat. ~ 1969.-Vol. 9.-N3.-pp. 357−366.
- Mottram R. C. Measurement of noisy and pulsating flows in industrial and laboratory en-vironments // FLOMEKO, 1985.
- Mottram R. C, Robati B. A comparison of pulsation effects on vortex and orifice flowmeters. Oxford e.a., 1986, pp. 957−963.
- Muto Takayoshi, Mizuno Mitsuyuki. Pulsating flow throgh a pipe orifice. 2nd report. Flow patterns and wall shear stress // Bull JSME., 1983. 23. N218. — pp. 1330−1399.
- Ohmi Munekazu, Iguchi Manabu, Kawabata Hirdoshi, Takano Makoto. Velocity distribution in an oscillatory pipe flow through a plate orifice // Bull. JSME. 1985. -28,№ 235.-pp. 54−61.
- Reichel W. Never Messgeber zyr dynamyschen Volumenstrommering // Maschinenbautechnik. 1978. — 28, № 4, — s. 186−187.
- Sauer H.J., Smith P.D., Field L.V. Metering pulsating flow in orifice installations // Inst. Techn. -1969. 16, № 3. pp. 41−44.
- Sparks C.R., McKee P. Accuracy improved with analysis of pulsation effects at gas pipeline metering facilities // Oil and Gas J., 1986. pp. 56−63.
- Torigoe Ippegi. Метод измерения расхода в пульсирующих потоках // Trans. Soc. Instrum. and Contr. Eng. 1987. — 23, № 8. — pp. 794−799.
- Williams T.J. Pulsations Errors in Manometer Gages // Trans. ASME. Vol. 78, 1956.-p.1461.
- Williams T.J. Pulsation damping in pressure gauge connectitions // The Engeneer. 1959.-Vol. 207,-pp. 378−379.
- Yokota Shinichi, Aral Kazuhiko, Nakano Kazuo. Динамические характеристики расходомеров I I Youanzu to Koukiazu / J. Jap. Hydraul. and Pneum., 1989. (20). — N4. -pp. 328−335.