КОНЦЕПЦІЯ ФІЗИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ ВОЛОГИ НА РОБОТУ ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНИХ СЕНСОРІВ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2023-1(50)-31-40Ключові слова:
волога, газ, повітря, масова витрата, об’ємна витрата, фізичне моделювання, лічильник, витратомір, лабораторна установка, термоанемометричний сенсор.Анотація
Розглянуто актуальність врахування впливу вологи у сфері витратометрії й обліку природного газу. Наведено результати аналізу відомих технічних рішень і концепцій щодо можливості створення установок і лабораторних стендів, які б реалізували фізичне моделювання впливу вологи на первинні вимірювальні перетворювачі та лічильники газу. Розкрито фізичний вплив вологості робочого середовища на функціонування термоанемометричних сенсорів шляхом зміни теплофізичних параметрів газового середовища, насамперед теплопровідності і теплоємності. Обґрунтовано можливість практичної реалізації лабораторної установки на базі пристрою з генеруванням вологи як компонента газового потоку лабораторної установки. При цьому для реалізації фізичного моделювання використано принцип масового вимірювання генерованої вологи і алгоритмічну залежність балансу масових витрат потоку газу на вході і виході розробленої установки. Розглянуто схему функціонування лабораторної установки, алгоритм її роботи з наведенням призначення і особливостей конструктивної реалізації окремих вузлів. Розроблений алгоритм функціонування лабораторної установки з наведенням розробленої методології розрахунку вологості, масової і об’ємної витрати генерованого робочого середовища відповідно до вибраних параметрів роботи установки. Здійснено математичне моделювання режимів роботи лабораторної установки і встановлено граничні режими її функціонування, які визначаються максимально можливим насиченням вихідного потоку водяною парою. Змодельовано вплив вологості вхідного потоку на вологість вихідного потоку з урахуванням генерованої витрати газу і генерованої масової витрати вологи. Наведено технічні характеристики розробленої лабораторної установки, які забезпечують відтворення робочих витрат повітря в діапазоні від 0,016 до 5 м3/год, генерування вологи в діапазоні від 0,1∙10-5 до 1∙10-4 кг/с, чим досягається можливість відтворення вологості вихідних потоків в діапазоні від реальної вологості навколишнього середовища до досягнення нею стовідсоткового значення відносної вологості. Розроблена установка дозволяє здійснити фізичне моделювання впливу вологи на роботу сенсорів опосередкованого вимірювання витрати, насамперед, термоанемометричних.
Завантаження
Посилання
DSTU HOST 8.585.2:2009 Metrolohiia. Vymiriuvannia vytraty ta kilkosti ridyny y hazu iz zastosuvanniam standartnykh zvuzhuvalnykh prystroiv. Chastyna 2. Diafrahmy. Tekhnichni vymohy: [Chynnyi vid 2010-04-01]. Vyd. ofits. Kyiv: Derzhstandart Ukrainy, 2009. 92 p. (derzhavnyi standart Ukrainy). [in Ukrainian]
Oblik pryrodnoho hazu: dovidnyk / M. P. Andriishyn, O. Ye. Serediuk, S. A. Chekhovskyi [ta in..] / za red. S.A.Chekhovskoho. Ivano-Frankivsk: PP «Simyk», 2008. 180 p. [in Ukrainian]
Tkachuk V. V., Serediuk O. Ye., Bodnar R. T., Samaniv L. V. Modeliuvannia vplyvu komponentnoho skladu ta volohosti pryrodnoho hazuna yoho teplofizyni kharakterystyky. Perspektyvni tekhnolohii ta prylady: zb. nauk. prats Lutskoho NTU. 2021. №18. P. 129-137. [in Ukrainian]
Tomaszewska-Wach B., Rzasa M. A Correction Method for Wet Gas Flow Metering Using a Standard Orifice and Slotted Orifices. Sensors. 2021. Vol. 21. No 7. P. 2291–2310.
Etalon peredavannia odynytsi obiemu, masy ta vytraty pryrodnoho hazu / Serediuk O. Ye., Kruk I. S., Rudko V. P., Chekhovskyi S. A., Lutsyk R. P., Prudnikov B. I.: pat. 25208 U Ukraina: MPK G01F 25/00 (2006). № u200704218; zaiavl. 16.04.2007; opubl. 25.07.2007, Biul. № 11. [in Ukrainian]
Ustanovka dlia hraduiuvannia ta perevirky vytratomiriv i lichylnykiv hazu / Serediuk O. Ye., Kostyniuk V. V., Prudnikov B. I.: pat. 27565 U Ukraina: MPK G01F 25/00 (2006). № u200705894; zaiavl. 29.05.2007; opubl. 12.11.2007, Biul. № 1. [in Ukrainian]
Ustanovka dlia perevirky vytratomiriv i lichylnykiv hazu / Serediuk O. Ye., Petryshyn I. S.: pat. 54316 S2 Ukraina: MPK G01F 25/00 (2006). № 2002076003; zaiavl. 19.07.2002; opubl. 16.01.2006, Biul. № 1. [in Ukrainian]
Serediuk O.Ie., Krynytskyi O.S., Tkachuk V.V. Suchasni tendentsii rozvytku termoanemometrii u sferi obliku pryrodnoho hazu. Ukrainskyi metrolohichnyi zhurnal. 2020. № 3A. S. 51-55. [in Ukrainian]
Tkachuk V. V., Serediuk O. Ye. Doslidzhennia vplyvu shvydkosti rukhu ta skladu hazovoho potoku na chutlyvist termoanemometrychnykh peretvoriuvachiv. Informatsiino-vymiriuvalni tekhnolohii IVT-2022: zb. tez dop. mizhnar. nauk.-prak. konf. m. Lviv, 9–10 lystopada 2022 r., Lviv: LPNU, 2022. S. 127–128. [in Ukrainian]
Serediuk O.Y., Malisevych V.V., Serediuk D.O., Tkachuk V.V., Dzividzinska I.S. Metrological model of the reference installation for the reproduction of moist air flow based on the concept of uncertainty. Uncertainty in Measurement: Scientific, Normative, Applied and Methodical Aspects: XIX International Scientific and Technical Seminar, December 7–8 2022, Bulgaria, 2022. P. 38–40.
CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition. Front Cover. David R. Lide. CRC Press LLC: Boca Raton, FL. 2004. 2712 p.
.png)
