автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Оптимальное проектирование дроссельных устройств измерительных и исполнительных преобразователей систем контроля и управления технологическими процессами

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

ПАТРИКЕЕВ ВЛАДИМИР ГЕОРГИЕВИЧ

ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДРОССЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

05.11.13 — Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий;

05.13.05 — Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Автореферат диссертации па соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте химического машиностроения.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор В. Г. ГРАДЕЦКИЙ, доктор технических наук, профессор Л. В. ИЛЯСОВ, доктор технических наук, профессор Н. Т. РОМАНЕНКО.

Ведущая организация: — НПО «Химавтоматика» (г. Москва) .

Защита диссертации состоится «__»__1992 года

в_час._мин. в аудитории В-13 на заседании специализированного совета Д.063.44.02 в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте химического машиностроения по адресу: 107884, ГСП, Москва, Б-66, ул. Старая Басманная, 21/4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « »

1992 года.

Ученый секретарь специализированного совета канд.техн. наук, доцент

Г. Д. шишов

" ОНЦАЯ ХАРАКТЕР! ЮТ ПСА. РАБОТЫ Актуальность_тог.и. Проблема энерго- и ресурсосбережения чрезвычайно актуальна■для народного хозяйства.Значительная доля потерь энергетических ресурсов приходится на трубопроводам сет-; (транспортные и технологические) .Среди многих причин потерь основная связана с системами контроля, учета и распределения материальных' и энергетических потоков (УКУГ).При контроле и распределении газовых и жидкостных потоков в труб .роводных се.ях технологических процессов (ТП) широко применяется дроссельные устройства (ДУ) в виде сукаащих устройств (СУ) расходомероз переменного перепада (РПП) давления и регулирующей а^.лтуры (хА) в исполнительных преобразователях (Ш) локальных автоматических систем регулирования (АСР).

Так, ЭДЗ всех расходомеров - это РПП, а подавляющее большинство Ш АСР реализуются на базе гА.В частности химпческа. промышленность является основным потребителем РА (28^ всего выпуска, 98£ которой относится к классу пневматической).

Масштаб запланированных потерь энергии на трубопроводной .. арматуре (по данным "Союзпромарматура") составляет около 2 млрд. кВт-ч. в год, а низкое качество переходных процессов локальных АСР только аммиачных агрегатов больной мощности приводит к потерям природного газа, имеющем порядки сотни тысяч нм^ в год.

Масштабы потерь материальных и энергетических ресурсов приводит к серьёзны:.: экологическим последствиям.

ДУ одновременно являются ч: тью и технологического процес-. са (как конструктивны!! элемент трубопроводной сети технологической установки) и информационного (как элемент системы АСР).На ДУ осуществляется взаимодействие материальных и информационных по-токов.Вместе с тем гидродинамические процессы, происходящие в-трубопроводных сетях ТП, РА и СУ неразделимы, что требует подходить к расчету и проектированию ДУ с единых позиций.Этим.объясняется актуальность и сложность проблемы разработки УКУР.

В диссертации предпринимается попытка распространить аппарат кибернетики на область анализа и синтеза ДУ, исключительная плодотворность которого в области химической технологии показана В.В'.Кафаровым и его учениками, и осуществить новый подход к описанию гидродинамических процессов, происходящих в гидравлических цепях ТП, на основе одномерного представления течения сплошной .. среда, предложенного Д.Бернулли и развитого в трудах отечествен-

-.2.- . . них ученых, в частности А.Д.Альт~уле;.' ц П.П.Кремлезским.Но это . потребовало по новому отразить эффект диссипации энергия в местных сопротивлениях (IX), учесть различие в кинетических энергиях на границах тройников и перейти на уровень автоматизированного проектирования и выбора ДУ, позволяющих осуществлять многосторонние подходы при разработке.

Работа по анализу и синтезу ДУ выполнялась в рамках ряда постановлений ГКНТ (£394 от 21.06.74),С1.1 СССР (ШЮ от 26.08.84 и. '.>809 от 27.08.86 г.) к комплексной nporpai.ff.iu СЖР ¿Минвуза РСФСР. Разработка системы диагностирования СУ является инициативной. -Объект лссл^овашш - ДУ в трубопроводных сетях ТП,используемые для создания систем контроля, учета и распределения ма- .. терпалышх и энергетических потоков в нидком и газообразном сос-тояшшх в локальных АСР.

Целью таботы является создание методологии, теоретических основ и алгоритмов ^лтималыюго проектировашш измерительны:: и ■ исполнительных преобразователе!: для систем контроля и управления ТП, разработке на этой основе систем автоматизированного выбора и проектировашш ДУ.

: За,зачн_работы.Дяя достижения цели били поставлен следующие задачи:

- разработать методологию проектировать ДУ измерительных и ис-. полкителышх преобразователей, основанную на предложенном структурно-обобщенном подходе к гидравлическим цепям ТП;

- разработать математические модели ДУ в квазистатике в широком, диапазоне изменешгя расхода за счет введения обобщенных параметров;

- создать методы и алгоритмы оптимального проектирования ДУ изме-и рительных и исполнительных преобразователей, на это:; основе разработать систему автоматизированного проектирования и выбора ИП

и внедрить её в инженерную практику;

- разработать способ функционального техшгческого диагностирования метрологических отказов СУ РПП без нарушения процесса измерения и подачи тестовых сигналов.

Научная ног зна. Создана методология разработки и проектирования ДУ измерительных и исполнительных преобразователей, используемых в качестве элементов систем контроля и управления ТП.

Методология базируется на предложенном структурно-обобщенном подходе к гроектированию, совмещающем известные структурные при-

нцшш технической кибернетики с вновь вводимыми обобщенными параметрами МС и ДУ и приданием определяющего значения ввделешт границ ДУ, как функционального преобразователя.

Методология включает в себя следующие элементы:

- введение, теоретическое и экспершлентальное обоснование . обобщенных параметров МС и РА, выделяемых путем расчленения статической характеристики (СХ) на два комплекса, кавдый из которых, определяется независимо друг от друга в конструктивных и ша.-орш-циошшх переменных;

- вскрытие новой форлы закономерности сохранения энергии потока жидкости и газа через МС и РА,, в которой проявление сил гя-зкости и инерции отражаются экспериментально определяемыми обобщенными параметрами: в потоке несяимаемой жидкости модулями вяь-кости и квадратичности (либо турбулентности), а потоке сжимает *">й жидкости они дополняются безразмерным газовш параметром, отражающим эффекты как диссипации энерпш, так п деформагг"! потока в интегральной йорме;

- установление новых моделей гидравлических цепрп ТП с разветвлениями, учитывающих диссипацию и различие в кинетических -энергиях на границах тройников, с разработкой алгчрит. ;в оптимального проектировашш Ш по СХ;

- выражение моделей СХ измерительных и исполнительных преобразователей через обобщенные показатели, что позволяет повиси ть точность моделирования благодаря учету неквадратичности течения жидкости и газа через ДУ;

- теоретическое обоснование и разработка методов п алгоритмов оптимального проектирования Ш по обобщенным показателя:.! с использованием вариационных подходов, что исключает необходимо-. сть проведения дополнительных экспериментальных работ при реализации, заданной СХЛШ или РА на базе стандартной РА;

- разработка, теоретическое и экспериментальное обоснование методов расчета и оптимального проектирования РПи .с оптимальными -точностными и энергетическими характеристиками я диагностикой метрологических отказов первичных измерительных преобразователей (ПП) ИШ.

Практическая_ценкость работы.

1).Е-ведение обобщешшх параметров РА позволило сиздать ме-. тодическое, математическое, алгоритмическое,, програгллное и информационное обеспечение для САПР РК б.ез проведете целого ряда ре-

комевдованных в настоящее время испытали/ РА на воздухе (в условиях критических режимов течения), а таю::е. ка яидкости ( в режиме ламинарной автомодельностк и кавитащга).

. 2).Синтезируется вся гидравлическая система АСР с заданными., гидравлическим свойствам;! в рамках САПР ка ЭШ, что ведет к экономя:' времени ка проектирование,дает возмоглость улучшить качественные показатели технологического оборудован: 1Я и ИП за счет -эконотхш энергии и уменьшения непроизводительных затрат вещества;

3).Предложены универсальные алгоритму анализа и синтеза ИП с РЛ, исключающие неблагоприятные регзаш эксплуатации (повышенный ыуы, кавптацшэ, критические скорости в сааток сечении РА), обеспечивающие возмоглость профилирования затворов стеряневого.-типа с оптимальными статическими характеристиками ИП в конкрет-.. ы1х услоб:тл:с АСР, ориентированных на изготовление затвора на обрабатывали центрах без составления чертенной документации.

4).Применение разработанных алгоритмов, основанных на г.спо-^ 1 льзокзпии обобщеннгх показателен СУ, позволило осуществить автоматизированное проектирование расходомеров с оптимальными точ-.. костными и энергетически!,ш характеристика:.®, решать задачи оперативного контроля расхода материальных и энергетических потоков, в ездком и газообразном состояниях, создать локальные системы функционально:* техничрокой диагностики метрологических отказов СУ, защищенных авторским свидетельством.

Реатл:за1^ш_научно-теиппеск:1х результатов. Реализация научно-технических результатов в области проектировали ГШ осуцест-. влялась в рамках двух целевых комплексных программ: по постановлено ГКНТ СССР Ш94 от 21.06.74 г и комплексной программы САПР Минвуза РСОСР.В соответствии с первой программой (1975-81 гг) о проводились теоретические и экспериментальные исследования ИУ в -локальных АСР .Совместно. .с НИИавтоматикой (г.Кироваьлн) разработа» на и внедрена первая редакция стандарта предприятия "Исполнительные устройства локальных АСР АСУ Ш.Расчет и выбор основных параг-метров регулирующих органов дроссельного типа'! и пакет прикладных программ (ППП) по расчету РА на ЭШ и982-84 гг)..

В 1978 году .'ехническая кг-,иссия 1"65 мездународной электротехнической комиссии (НЭК).: "Измерение и контроль при технологи--ческих операциях" рекомендовала в качестве основной гидродинамической характеристики РА пропускную способность, по содержанию совпадающей с модулем турбулентности (Стандарт МЭК,Публикация

534.Часть 2), предложенным автором в 1972 году.

В рамках второй целевой программы разработаны и внедрены пэрвая редакция отраслевого стандарта РД PH.! 26-07-255-84 "Расчет и выбор регулируыцих клапанов" (сошестно с НПО А "£,.:а:.-л тр^да" • им.И.И.Лепсе .Санкт-Петербург) и САПР РК.

Работа по расчету и проектированию расходомеров переменного, перепада выполнялась пэ постановлению С;.1 СССР J'9I0 от 26.08.84 г. и постановлению ЦК КПСС и С;,! СССР Г;809 от 27.08.86 г. В результате разработаны и внедрены перзая редакция стандарта предприятия СТП 13.89-90 " Методика выполнения оперативного контроля за ^ас-ходом природного газа на ЭК.!" (сошестно с НПО Промавтоматпка. Кировакан) и ППП по проектировашпэ ЕПП с оптимальными точности" и и энергетически,и характеристиками для ПО ''Азот" (г.Тольятти) (сошестно с ГИАД .Москва). Раз работ- i и внед! н ППП для jioivz. rali системы функциональной технической диагностики метрологических отказов СУ на. базе ПЭШ IH.I PC XT/AT в фирме "Симпл -.с" СП "АыСовИнвест".

Экспериментальные работы и вывод формулы по рас :ту давления на границах РА при течении газа газогадродинампческшл методом получены сошестно с А.С.Шибаевым, всё программное беспечение САПР РК выполнено В.В.Васенинш, а программное обеспечение по опт:ила--льному проектированию РПП и его диагностике выполнено \.0.Тлеуку-? ловьм.Все перечисленные работы выполнялись под руководством и непосредственном участии автора.

Апробация таботы.. Основные ^одоления диссертации и результаты исследований докладывались п получили полояительнуи оценку на научно-технических советах в НПО "Промавтоматика" (г.КироЕагсан) и НПОА "Знамя труда" ¡пл. И.Н.Лепсе (г.С-Петербург).Различные аспекты работы докладывались на КТО СОЮЗАЗОТА сошестно с НТС ГИАП (г.Москва) и на научном сегяшаре в институте проблем механики АН СССР.В 1985 году работа докладывалась на.Всес' таном семинаре по вопросам пнеЕмо-тадроазтоматшм (г.Львов), на международной конференции "Яблонна -86" (г.Москва), на Всесоюзной конференции. " Автоматизация и роботизация в химической промышленности"(1988) на Всесоюзном семинаре "Моделирование в САПР, АСНИ и ГАП'ЧТамбоз 1989 г),. на Всесоюзном семинаре по пневмогидроавтомати 1 и пневмоприводу .(Суздаль, 1990), на научно-технической конференции: с международным участием "Автоматизация в медицине и экологии"

(Саратов,1991).

П^блцсе^щ результатов дсследовагшй. По теме диссертации опубликована 41 научная работа в научно-технических журналах и сборниках центральных и республиканских издательств, из низ 3 . .. публгкащы являются учебными пособиями.В части публикаций, подготовленных в соавторстве, теоретические разработки принадлежат автору*

Стоуктща и объем ¿piccepraijini. Диссертация состоит из оглавления,списка условных обозначений,семи глав,содеркащих 230 стр. текста, из которых 57 рисунков и 27 таблиц,помимо этого имеется библиогрсипчсскт список,вклэтающлй 174 наименовашш на русском языке и 65 на иностранных языках,а также 12 приложений.

В диссертации обобщеш результаты исследований, выполненных соискателем в период с 1969 по 1992 годы.Hayчным консультантом работы является докт.техн.наук.пропессор И.В.Кораблев.

ОСНОВНОЕ С0ДЗР1АЮ2 РАБОТЫ

Существующий ьаучно-мстодиче ский потенциал в области анализа и синтеза ДУ в локальных АСР АСУ И достигнет благодаря трудам таких ученых как Альтшуль А.Д.,Арзуманов Э.С.,Аронович В.В.,Бла- -гов З.Е.,Васешш В.В.,Везирян Р.Е.,Вндинеев Ю.Д.,Герц Е.В.,Градец-кий В.Г.,Гуревич А.Л.,Гуревич Д.Ф.,Дмитриев В.Н.,Дудников Е.Г., . Ившщклй БЛ.,Иткиш_ Д.Ы..Казинер ЮЛ.,Крейнин Г.В..Кремлевский П.П Кузьмин П.И..Макаров А.П.,Нисман Л.Н.,Пинаева Е.Г.,Пистун Е.П.,.. . Романенко Н.Т.,Сотсков Б.С.,Шерман МЛ.,Шибаев А.С.,Яншин E.1L. др.

В различных отраслях народного хозяйства разработаны метода-. ческие указания, стандарты, справочники, в которых излагаются вопросы анализа и синтеза ДУ.Анализ этих материалов,а такяе большин-. сство опубликованных в СССР и за рубежам статей,с точки зрения теоретического знания указывает на:

I.Отсутствие концепции, ориентированных на решение проблем контроля и распределения материальных и энергетических потоков в технологических процессах с единых позиций. , . .

2 .Превалирование эмпирических подх( ;ов для оценки гидроди-. намических эффектов диссипации энергии (для этих целей до настоя-» щего времени применяются.ряд равноценных показателей в зависимости от склонности автора), нетурбулентности и сжимаемости, имеющих место в ДУ, при которых невозможно интерпретировать особенности протекания г тих процессов с единых позиций, не зависящих от типа ДУ.

3.Сохранение устаревший подходов к проектированию ДУ.как изделию по-итерационной схеме (конструирование- изготовление опытного образца-испытание-коррекция исходных данных и т.д.), и отсутствие методов анализа и синтеза ДУ,как элементов УЮТ.

4. Отсутствие оперативного контроля за состоянием ПП рпп с СУ и существование методической погрешности при оперативном контроле за расходом вещества или энергии в жидком газообразна .1 состояниях.

В диссертации рассмотрены вопросы сформирования специально!': (технической) теории проектирования 1-Ш и СУ.определ .зщнх хар-к-тер распределения и контроля материальных к энергетических потоков в технологических процесса:-: в квазпстатике.Псд теорией понимается разработка структурно-обобщенного подхода к анализу и синтезу КП и СУ с заданными гидродинамическили характеристиками, каас технических средств управления и намерения в технологических процессах на уровне локальных аср.

1.структ1тк0-0б0бле1пх1; подход к проект! 1р0ба1и¡0 ш)сселыи!х

/стро::ств.

Сформулируем основные положения структурно-обобщ'-'-ного подхода к проектировашш ПП и су.Отличительными примаками разработанного подхода являются применение известных структурных принципов кибернетики,на основе которых била построена Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (гсп),с вмещенных с обобщенными параметра;.::;, I геляемымн путем расчленен;л статической характеристики (сх) элемента на два комплекса,кагдыГ: из которых определяется независимо друг от друга в геометрических или Ш!с)Ормацпонкых переменных. Примерами-таких параметров являются сопротивление,индуктивность,емкость (в электротехнике).пропускная способность (в гидромеханике) и др.

В частности проводник с током формализуется, одним параметром -величиной электрического сопротивления - Я-ь

и/Ч = ^Мэ^э (I)

При создании резистора кале изделия,проектировщик определяет геометрические размеры (длину проводника Сэ и его площадь поперечного сечения ),исползуя праву» часть равенств (I)-Разработчик электрических цепей,предназначенных для создашш 1ьч_рормации с помощью падения напряжешш (и ) плк силы тока (3 ),использует

- в -

левую часть рагеи^тв (I).Следовательно, { St ) гараыетр резистора является обобщенны..:. Zro мокло определить независимо в двух различных системах переменных - геометрических и информационных.

Обобщенные показатели являются наиболее элективным основанием для построения параметрических рядов изделий в инженерной практике, так как они отражают связь между геометрией и сигналами,несущими икТюрладаю,в полном объеме,отраженном в СХ элемента.

Применять обобщенные постоянные без структурного подхода невозможно, так как последний определяет границы структурного элемента.

Покажем сущность и эффективность структурно-обобщенного подхода на примере ДУ,входящих в состав IUI и СУ.

• Применение структурного подхода к задачам оперативного контроля и распределения материальных потоков на уровне процесса химического производства приводит к следующим результатам:

- в качестве ci_/ктурного элемента,отвечающего за оперт—1вное ■ распределение материальных и энергетических потоков в трубопроводных сетях химического производства является исполнительный преобразователь, названный исполнительным устройством (НУ);

- при оперативном распределен:::: потоков в рамках локальных АСР входной координатой 17/ является сигнал управляющего устройства или регулятора ( хр ),а выходной - расход вещества или энергии на входе объекта регулирования (QM0 );

- статическая характеристика НУ (СХ НУ) (по определению) тлеет вид

QMoaFfV (2)

и является основной характеристикой,определяющей качество ИУ как элемента АСР в статике;

и -вся спокуплость технологического оборудования (трубопровода, источишь напора и пр.),которые вносят вклад в образование вида функции (2), должны входить в состав ПУ.Для больиинства технологических процессов ИУ (в виде гидравлической системы АСР) (ГС АСР) сводится к участку трубопроводной сети, в которой формируется расход вещества на входе объекта регулировал (рис.1).

Из теории pi мерностей в г^иложешш к ГС АСР, показанных на рис I, следует,что СХ ИУ при течении несжимаемой вязкой жидкости в условиях одномерного.представления должна тлеть вид

QH0 - F{c(h(x)}} (3)

но г f'¡Ар,Caldern-

7 '9

Си Й. Р_С» —О* р..

Рис.1 Типовые ГС АСР: А-последователыюе соединение РА и ГО АСР • ' Б- параллельное и В -последовательно-паралле. _>ное

i г" гтпч:

Позиционер

дополн ълоки

рег.ар:,!атура г

А

Г- ИСП.МЕХ-М -1

ь П---

11 'регул.

ОРГАН

С(к)

Рн'-КО^

ЧгЪ

НЭ2

гЬ

! I

источи.

напора

НЕЛИИ. ПРЕ0Г РА30ВА-ТЕЛЬ

"И

лр

Ч.Р

ТЕХНОЛОГИ

л: ан

[исполнительное устройств 3

Р и с .2 Структурная схема ИУ дроссельного типа

11___гс_аср_______^ ;

с у е а ющее устройство

НЭ1

о^тДЯе)

Р(РД)

нэ2

эгСр.т)}

£&»Лл Р/р)

чувстщ-тепьный элз.шнт су

•.'_! I

технологическая линия

~ Состав

с роды

ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕ0БРА30ВАТЕЛЬ

Рис.3 Структурная схема ПП расходомера с СУ

А П

- iO -

При йормироваш:: СХ l?J в сорме (3) учтен тот факт.ч^о сигнал управляющего устройства ( хр ) имеет lie механическую природу (это-сцгнал одной ::з ветвей ГСП), а интенсивность рассеяния энергии в РА ( C(h) ) зависит от величины хода затвора ( h. ).

Структурные особенности 11У дроссельного типа, отражающие особенности уравнения (3).показаны на рис.2.

Taina образом,СХ 11У может быть определена только путем расчета по уравнению (3).0на определяется:

- схемой трубопроводной сети технологической установки (схемой ГС АСР, которая определяет СХ нелинейного преобразователя на рис.2);

- cix>i.cTLrj.ni вещества технологического потока (вязкостью,плотностью и степень?} сжимаемости вещестга в рабочих условиях);

- типом источника напора (центробежный насос, ресивер, насос объемного нагнетали, газодувка, компрессор и т.д.) и его напорной или расходной харак1; .ристикой;

■ - гидравлической характеристикой регулирующего органа (РО) РА,а также элементным составом трубопроводной сети технологической установки, входящей в ГС АСР.

Помимо гхзр:.ох СХ 1.7 возникает келий ряд спещктлческих требований, зитекаящих из особенностей распределения потоков, находящихся в жидком и газообразном состояниях. К этим требованиям относятся:

- максимальный расход Еещества через РА - max QpJC ( зависит от гидравлических и. геометрических параметров конкретной ГС АСР) должен быть не'меньше, чем требуется по технологическому регламенту -^Ркгаох . / п /л w

n^(maxQPlt/QpKnlQ,)^n2; (4)

^ ( ftj и п2 ■ -коэффициенты запаса соответственно 1,05 и 1,5);'

- наилучшая гидравлическая характеристика РА выбирается по критерию ^ГШ

151

Выполнение критерия (5) обеспечивае- минимальное отклоне!ше расчетной СХ ИУ ^ форме (3) от заданной или выбранной в качестве "идеальной" .

Величина минимума в критерии (5) зависит от разнообразия гидравлических характеристик С(С) стандартной РА. При решении задач анализа на величину "минимума в критерии (5) не накладывается

никаких ограничеш1й за исключением требований,связашшх с особенностями течения газа в условиях критических с::оростсГ: в сжатом сечении РО и условий возникновения кавитации при течешш жидкости.

При решении задач синтеза ДУ исходным является -.ритер! (5), в котором на величину минимума накладываются ограничения,т.е. ищется такал гидравлическая характеристика РО -С(£) , которая при дает отклонению величины минимума в критерии (5) величину, не превышающую допустимого значен:'л. 3 последующем по найденной Гидравлической характеристике рассчитываются геометрические размеры дроссельной пары РА.

Применение структурного подхода к расходомерам переменного перепада с СУ позволяет вскрыть структуру и границы ПП на базе уравнения Бернулли, используемого в качестве СХ ПП,преобразованному к виду,рекомендованному международными и отечественными ст"чдар-

(6)

где индекс " I " отражает один из возможных способов отбора'перепада давления. На рис.З прздетазлена структурная схе:а ПП РПП. Точность,с которой определяются перечисленные в уравнении (6) и на рис.З величины, и их постоянство в процессе и?чере._ш расхода, определяет точность метода переменного перепада с СУ.

Существует ряд ограничений, связанных с возможностью описания течешш сплошной среды через СУ уравнением Бернулли,степенью од о-фазности измеряемой среды, правильностью изготовления и установки СУ в трубопроводную сеть и т.д.,..оэтому с возможностью использования уравнения (6) в качестве СХ ПП связана необходимость оперативного контроля'за указанны:,к величина',:;!.

Показанные на рис.2 и 3 структурные"схемы позволяют вскрыть . связи между ДУ и объектом контроля и регулирования.

Структурный подход однако не позволяет решить центральный вопрос о необходимости наиболее эффективным образом задавать и описывать процесс диссипации энергии в элементах ГС АСР,Р0 ¡1 СУ при течешш жидкости и газа.

2.ОБОБЩЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ МЕСТНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГС АСР И РЕГУЛИРУЩ-Х 0РГЛН03 ПРП ТЕЧЕШШ НЩКОСТИ II ГАЗА.

На рис.4 показаны типичные кривые течения жидкости (А) и газа (Б) через ¡.¡0 и РО , если затвор находится в не ко тори.',;' фиксированном полоненнп.

Для задания'свойств рассеивать энергию в элементах ГС АСР

A) Q

! Г

I / I V

I а! /

/ 111 1У

'б

ъ) а

у / л У11

л fe

др/р,

Рис.4.Типовые кривые течения гладкости (А) и газа (Б) через МС

и РОЛ -реким ламинарной автомодельности (Re¿Red );II-ne-реходк''.": реким (Rej. <Яе*ЯеЛ,;1Ц -режим турбулентной автомодельности! Re > ReKp );1У-область течения кипящей ;:с1Дкости;

У - газ как несжимаемая жидкость;У1 -область,где газ сжимаем: У11 - область Зфитических резшов течения газа.Точки"а", »6 ."г","е" и "л:" - точки,разграш1члвающие области 1-У11; "в -точка,где из жидкости выделяется растворешшй газ (начало газовой кавитации);"д"-точка "запирания"(развитии кавитац:' чный режим); г"-точка начала паровой кавитации

С МС и РО) широко попользуются пнтегралыые гидродинамические характеристики (коэффициент гидравлического со. ротивленил,коэффп-циент расхода'и др.). Выделим обобщенные параметры '."£ и РО.

ila оснозанил специально поставленных экспериментов выясш!-лось.что если длину разгонных участков !ЛС (¿/D^ ) выбрать из условия стабилизации ..рофиля скоростей,найденного экспериментально

Р.Е.Зезиряном „ „

СШу)* (7)

то I.IC можно считать практически совершенным '..'£ (СПС),т.е. в таком IX диссипация энергии потока происходит при условии,что потери за счет дейстзия сил вязкости и инерции складываются аддитивно.

В этог' случае в терминах коэффициент гидравлического сопротивления диссипация в 1,'С описывается уравнет:ем А.,;.Альтшуля

- + 2Lo,s/Re , (8)

максимальная погрешность которого на основании экспериментов в указанных условиях не превышает 20%.

Для любого МС из уравнения Бернулл:* (с учетом условия неразрывности для нес..:имаемой жидкг "ти) имеем

где поправка На неквадратичность (или поправка на "вязкость")

имеет вид „ , г од

- 13 -

В области турбулентной автомодельностп из уравнения (9) по-

ЛУ,Ие" Ям/^= Ст° ^А^^Ф^Ф0'5 ' (10)

• Из сравнешш (10) и (I) следует,что модуль туроулептности ( Су- ) является обобщенно!: постоянной 1,1С,которая отражает прояв-ле!ше сил инерщш в потоке ( ^ ) и различие в кинетических энергиях на границах Г,1С.

Из уравнения (9) с учетом (8) для С1. получаем уравнегс:е сохранения энергии не снимаемой вязкой жидкости с обобщешшмл постоянными 2

. ск-ам+гслам-дР-р«о (П/

где квадратичный модуль С г.Г^ ] выражается равенства:-!:: '

ск== с;2, (12)

а модуль вязкости [ м ]

^мт Омт I - с/1 - ^/а^).

Квадратичный модуль отражает те яе процессы, что и модуль турбулентности, а модуль вязкости отражает проявление сил тязкости и также является обобщенной постоянной.

На основашга экспериментальных данных (всего обр^оотано около 5000 данных) максимальная погрещность расчета расхода по уравнению (II) (от нуля до точки "г" на рпс.4А) не превышает.10^.Для Р0 общёпромшленного назначения (односеделыше .двухседелыше и заело га;::) тлеются экспериментальные данные в диапазоне г.зм^неш'л чисел Рейнольдса от 0,1 до 10®, ..олученные Р.З.Везпряном (всего около 4500 экспериментов для 32 различных т:шоразмеров Р0).Анализ этих данных позволяет рекомендовать универсальную формулу,связывающую вязкостную характеристику Р0 - Сл(£) "с его квадратичной характеристикой (ск(ел

£п Сл(е) = +1.Ю6 бдБ;) + <,077 Ип (14)

(Максимальная относительная погрещность формул (14) не пре :инает Юр при доверительной, вероятности 0,95).

Связь ме;-::ду пропускной способностью ( Ку ),принятой в СССР в качестве основной характеристики РА, и модулем турбулентности получил из уравнения (9) в Еиде

Ст = 2,76■ Ю5. Ку. (- /ра/л рет . (15)

Индекс "ст" соответствует условиям. стендовых испыташШ (по опре-

делению пропускной способности: рст =1 г/см®,а Дрст = I кг/сгл^). Пропускная способность так же как и модуль турбулентности является обобщенно;, характеристикой РА (но не постоянной).только для конструкций, у которых поправка на неквадратичность в условиях стеновых испытаний -(). равна единице, а площади на границах рав;ш.Эти ограшгчения являются основными недостатками пропускной способности.

Таким образом, для IX и РО при течении несжимаемой гладкости достаточно дзух постоянных ст или с к :: сд', чтобы полностью охарактеризовать конструкцию со стороны диссипации энергии, а уравнение течения при этом приобретает вид (ii).

• .Математическое описание течешш сжимаемой жидкости в элементах ГС АСР и РО составляет содержание проблемы сжимаемое-т и.Здесь следует выделить три проблемных вопроса.

1.Правомерности пркменешш интегральных гидродинамических ■ характеристик для оценки диссипации энергии газового потока.

2.Исследование закономерности связи между осреднешшш параметра:^ п переменными течешш (расходом,давлением,температурой и плотностью) и параметрами IX и'РО.

3. Определение границ критических режимов течешш через гидравлические и геометрические характеристики IX и РО.

Дополнив газодинамический подход,предложенный О.В.Лыжинш, процедурой экспериментального определения на несжимаемой жидкости величины диссипации энергии за сжатым сечением РО ( ), удается выделить безразмерный обобщенный газовый параметр

[МУ-^оЬ г(е)= 1 - [^Ол/О^р^ (16)

и получить модель течешш сжимаемой жидкости через РА в виде

(р2А>,ИИи0уг(е)Нь?аг]*сл,)] [огСлдйЭД; (17а)

<КЛ0):__(176)

= з, - л, • р, Уг зе/(ае+1 {//г ,т(> • к .т^У .№)

Предложенный газогидродинамичеекпй подход решает все три вопроса течешш „жимаемой кидг~сти.Он подвергался экспериментальной проверке для внезапного расширения с относительной площадью 0,36;0,49 и 0,66, РО односедельного типа (с угловым и проходным корпусами и затворами стержневого,сеплентного и поршневого типов) п заслонок с плоским диском при подаче вещества "на затвор" и "под затвор".Всего проведено более 1000 испытаний,образуюс-х 39

- тс: —

X и

функциональных зависимостей "Ом — ^Р/Р^ " при изменешп; коэффициента скорости в сжатом сечеипи РО ( ^ ) от нуля до едпшщы.

■¡Максимальная обнаруженная погрешность по давлешпэ (равенство (1о)) не превышает 5%, а по : :сходу (система (17а)-(17в)) не превышает 6%,что позволяет рекомендовать газогздродппамичеекпл метод для практических расчетов газових течений . к наиболее точный.

В мировой практике наибольшее распространение наилл эмпирический подход, при котором экспериментально определяется (помимо пропускной способности) критический коэффициент пропускной способности РА на воздухе на основатщ соэтношешш(фирма"Спшер"ША)

к3(е)=С0м)кр/р1 /Тн-Рн/СгСР, .т^-Рн-т,]'! е= Ыгт. (18)

Уравнезше течения газа представляет собой аппроксгал: ~лю функцией синус (пунктирная линия на р::с.4Б) экспериментальных данных

где поправка на показатель адиабаты газа (С^ ).отличающегося от воздуха,предложена, в графической форме фирглоп "Глокон" (Англия), аппроксимация которой имеет з::д

Сзе=(20) Экспериментальная проверка уравкешш (19) показала,что макеймаль-ная погрешность по расходу воздуха не'превышает 12%.

В работе ап-лизу подвергалось два вопроса: можно ли распространить результаты испытал-пй на Еоздухе на описание течения газов с помощью коэффициента адиабаты (20)? и почему существует такой унтшерсаташ:: эмпиризм,который выражается формулой (19)?

"з сравнен;^ ураг-ненил расхода (17в) .записанного для сжатого сечен:! , и (19) в условиях критического течения ((Л^ в I;

г-. I и Л.} = ) в продполодешп: постоянства температуры торможения вдоль потока следует,что

Щ); (21)

где '

Г/0,'<) - значен:-! N("'2) п5(«,Л;') при показателе адиабаты

для зосдуча ( ?£ = I ,•'.)• Ясли принять,что 5(:г/,)/б С ДА') « 1 , то возникающая при этом погрешность не превышает 1-2%, а расчет по приближенной формуле

-lo -

Cx = )l(x)/tí«M (22)

( в диапазоне изменения от 1,05 до 1,7) совпадает с результатами, полученными по фор:.гуле (20) с погрешностью,ие превышающей 0,G^.Откуда следует, что максимальная погрешность нрп использовании коэффициента адиабаты в в;:де равенства (22) не превышает 2,5$, что -полно приемлемо для практичес::::х расчетов,хотя отого можно пзбе;.;Е"ь,еслп воспользоваться равенством (21).

„'¡дя ответа па второй вопрос исследовался характер изменения илотностп при точен:!:; газа через Р0, что привело к следующим результатам. ислп существует некоторая фнктивнач плотность ( Р<р ), котсрач совпадает,с плотностью в уравнен:::! сохранения энергии с обоС..-,е:и;:.:.п- постоян-п-п (II),то из универсально!': формулы (19) следует существование функции F,(X) = /рф^ = q,^0)Dayau Sin foCOOKW] , (23)

гдеЪСЛ^ = О-ад^УУ№,))■&(*№(*'!) ■ которая совпадает с Гункцией

JÍOOTO.-.-y

Ру-РоСро^). (24)

а единое урайненпе сохранена энергии с обобщенными постоянными дел ::идкости и газа получим после подстановки (24) в (II)

которое своим с уще с тео ванн ем косвенно подтверждает вывод о независимости механизма диссипации энергии от свойств среды.При этом определяющее значение играет параметры и переменные сжатого сечена; Í.IC, а плотность в сжатом сечен:::: отражает как деформациошгую, та:: и дпссипацпопыую составляющие пз:.х::сшш. давления. с о'кспср-ментальная проверка для внезапного расширения и Р0 показала, что максимальная погрешность между функция:.:;! (23) и не превыиает I0fí. Про верка по данным каталогов фирмы "C<nuiep" показала ( всего в проверке использовано около 6000 данных по Р0 различного типа: односсдельные (угловые и проходные) с затворами стержневого, -клеточного и поршневого тшк.л, двухседелыше Р0 с затворами тех же типов и шагов"'-),что максимальная погрешность в равенстве указанных функций достигает следующих значений годно-седельные (при подаче вещества "на затвор" и "под затвор") не более 4/', двухседелыше (при прямой и обратной подаче) не более 5%

п шаровые РО - 3,5#.Указанные значения погрешности возникают в критике.

Равенство,согласующее уравнение неразрывности н сохранения энергии в энергетичзаси изолированном потоке любого /аза

сдг-куе)-- кдГГе)= Мае^е)

позволяет отказаться от экспер:илентального определена на поздно (см. равенство (18)) .Значение коэаГг цента скоро газа на входе в РО, когда в сжатом ссчсш: режим течения критический ),находится путем численного решения уравнения неразрывности в Газодинамической норме (уравнение (17')) при£},'А0)= =1.При этом погрешность расчета ,на основании экспериментов не превшает &%.

' Использование газовых характеристик па стадии проектирования 11У решает задачу о оценке величины ..ритнческс.о отношения д.- ~ лений на конкретной РА путем расчета по уравнениям (17а) -(17в), либо (19) в критике, "з уравнения (19) следует

[ст(с)/кэг(е)] А-СР/ЯРкр » ^/2. (27)

Погрешность расчета критического отношения давлений на РА по уравнениям (17а) - (17в) и по равенству (27) не пгх?вн":ет 10£. 3.РАСЧЕТ' СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСПОЖГГЕЛЬШХ УСТРОЙСТВ Теоретической основой расчета СХ 11У являются метода расчета гидравлических цепей технологических процессов,разработанные в технической гидромеханике.

Основными отличиями от обще рпнятых в гидромеханике методов расчета гидравлических цепей являются следующие:

1).Для последовательного соединения МС и РА (рис.1А) уравнение сохранения энегрии с обобщенными постоянными дая все:! гидравлической цепи тлеет вид _

при течении жидкости_ Скс (}м 7-СЛс'Ом+ Лр^р-Др.р^О, (28) где потери на трение в трубопроводе

а перепад давления на границах расчетного участка ■

Лр=(Рнч+9нч-д-Р)-СГк+Эк-3*)-

Если пренебречь изменением вязкости при прохождении вещества от одного Г.!С к другому, то для "П " МС, соединенных последовательно и РА п п

Скс-1СЪ+Ск(е);. Сдс-ТЕСл+СяМ;

_п£и_течешп!_газа уравнение (28) дополняется уравнением состоя-

ния Клайперона-Менделеева для реального газа и оригиналом уравнения Редлиха -Квонга для расчетов коэффициента сжимаемости.

2).При течешш газа через РА рекомендуется связывать расход с перепадом давлен:^ в форме универсальной формулы (19),что позволяет учесть эффекты сжимаемости газа в конкретной РА, найти границу критических режимов (см. уравнение (27)) и создать единое методическое обеспечение -".счетов ПУ с импортной РА, в паспорте которой тлеются экспериментально найденные газовые характеристики РА - Kg(0 или эквивалентная газовая характеристика критического расхода

с^(е) = 1 ,бЗКзбе)/с7се). (29)

. 3). АСР с разветвлениями (рисЛБ и IB) содержат тройники, существующие модели которш. не учитывают диссипацию и различие -кинетичесшос энергиях на границах.В работе найдены соотношения и алгоритмы,согласующие уравнете неразрывности и сохранения энергии потока в приточном и вытяжном тройниках.Окончательные выражения представлены в табл.1.

В работе предложено методическое,математическое,алгоритмическое и информационное обеспечение расчетов СХ ПУ, выбора РА (задача анализа) и проектирования РО по заданным обобщенным показателям,либо по заданной СХ ИУ (задачи синтеза).

4.ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРО"Г

(ВАРИАЦИОННЫЙ ПОДХОД) Ставятся и решаются задачи расчета конструктивных хара.. ...ic-тик (КХ) РО с затворами различного типа ( рассмотрены стержневые, тарельчатые, сегментные, поворотные (заслоночные, цилиндрические и паровые)) по геометрическим размерам дроссельной пар", и профилировать затворов односедельной и двухседелыюй РА по заданным турбулентным или статическим характеристикам ПУ.

Расчет IOC РО по геометрическим размерам дроссельной пары ре-иен в строгой математической постановке.Если огибающие поверхности затвора и седла описываются уравнениями

fip1(XfU,b)"Oi (31)

то задача определошш IOC РО в общем виде сводится к пои ремума функционала _

Sfli) = min [H/i7p*(xxb)+t2(WM JxdjJ. (32)

Их.Ч,h),C D

Табл.1

Соотношеши по расчету сх Ш для структур гс лср с раззстЕлен:!Я.\2!

СЦ-О? ■»• йгО;, * С1«0 Сзо)

Рис Ьп Сп

15 %

а 4 с о-по 5 по С по

1Ц лп ^(Слъ+Ьн)-- Сцнф2,

^ ах &5 С5

с^о.ЗБ^а^ Л п

О* (1 О**" О &5о

Лп •с С,2 - Сф(/'р2

1С. Оп ап а п СП

+ /^лЛ2^)

II о" О С а а по 5 па С по

-К-^Хь-Ч

05 С5

л П Л В. л8 ч о

р оСУ або &5о С&>

+ сп-са ^с^/р2

<5= о-Ъ^Ч^у ^-Ов/Ос; а?.?* Символ "л"означает, № ко?-?<рк:;»*;гг раздои »-а^Пм-^.г^ыО; Ы-тяктА-чабник)

гдеРСх^.Ь^гх(х,у,Н); К); г(х,\|,Н) - уравнешге

поверхности минимальной площади "свободного прохода" между затвором :: седлом РО ; С :: Ц - огибающий контур и его проекция на плоскость хОу.

При фиксированном контуре С решение £(Х,У,К) частной вариационной задачи (32) находится из уравнения Остроградского

^ (зз)

Лна тическое решение уравнения ч33) получить не удается.Наиболее то'шнм численным методом является 'прямой вариационный модо-фтшровашшй метод Канторовича.В этом случае решение ищется в • виде апптхжслмпяувщей бушсшш

2(ХЛ1.Ь) = ^[х.к.а^и^^Ф^.и/о.игСх»].^). (34)

где VI 1 ::Ф[ ] - с ункц:~. известного вида,определяемые из граничных условий (31); И|(х) и Иг(х) - неизвестные функции независимой переменной, х' '.определяющие проекцию замкнутого ограничивающего контура С на плоскость х0у;и?С!О - задаваемое уравнеште образующей поверхности г(Х,У,Н ).

При этом на функции и,(Х) и М2ОО накладываются граничные

условия , . „ „

^(сО-и^.о, (35)

где С а (1,2) ; О. - абсцисса точки пересечения кривых И^М и^ОО В итоге исходная вариационная задача (32) сводится к решению

систем:: уоавненпй

ф) -= ; (зе)

^^«¡(^.^(-(в.хз-о,

где ^(х) = и^х) ( I » 1,2);Ф1[ 3 - функции известного вида, получаемые интегрированием вират.ения (34) по 'независимой переменной

Если затвор представляет собой'тело вращения (стержневой (рис.5) и тарельчатый) определение геометрических характеристик РО сводится к плоской задаче с однш фиксированным и другим свободным концом, функционал которого имеет вид

о

где у(х> - неизвестная функция, определяющая огибающую поверхнос-сть минимальной площади; 1 - координата пересечения кривой У(х) с образующей поверхности затвора^ОЬ-К) .

Р.еше1ше уравнения Эйлера,удовлетворяющего условию itHHiii.iyi.ia

седло

затвор

№ V-— у

д

Рис.5 Схе:.:а дроссельной пари РО с затвором стержневого типа: г -радиус седла; Н1 -ход затвора; - абсгисса точки пссесе-чсния кпиво;'; зОО с линией ппо'пля затвора ^(•к-М ; -образующая поверлостп миндальной площади; - урэв-

ешге профиля затвора в относительных координатах.

(38)

по ко-

фушсционала (37), даст систему уравнен::!:

С.сК(С2/С^-г; -

с, =

Сг-^+с^чс &К [1/^(1-К)],

позволяющую определить посто.чнпне С^ С2 и величину тори.: тзассчитывается КХ '_

$0(ь)«ъ [г Л2- с^-^а-м/^а-м-с^'(зэ)

Результаты сравнения КХ, получении общеприняты:.:;! и вариационными метода-.::! показали, что различие может достигать следующих величин: 10-25;"! доя стержневы" затворов;7-13;" для сегментны. ;20 —50/5 доя заслонок; 10-25 '' доя иоворот1п:х 1;н.лп:,,рпческих и паровых затворов.

Использование варпа:з:он:п'а методов расчета КХ РО но геометрическим размере дроссельной нары позволяет уточнить зависимость между турбулентно;: :: конструктивно!: характеристиками стандартных РО с затвора"! стсрмнево: типа т> оценить степень ..лилния геометрических размеров ро (диаметра сидла Ис и условного хода Ьу ) и форм; корпуса.

Связь между экспериментально определяемой турбулентной характеристикой С/Ь) и КХ 50[х01\(хе\ И] , найденной по соотношениям (38) и (39) ¿гскатась в виде полиномиальной завис. гости

по

где ¿Ц' - коэффициенты агпрокс:ь:;;рующего полинома; М1 -максимальная степень гюл!!1;о;.:а (2); Х0 :: 1'0 - координаты профиля затвора, соответствующие положению - Н

Анализ экспериментальных данных (более 3 тыс. значений,полу-чепиых в ЦКЕА (С.-Петербург)) позволяет сделать следующие выводи:

1) для конкретного ?0 с фиксированными геометрическими зна-4eitau.ni (Ну ,ХС п ) форма профиля затвора,соответствующая различным турбулентным характеристикам , практически не влияет на г:1Д зависимости (40) с точностью не хуже 5^;

2) если диаметр седла варьируется в пределах 50#, то это приводит к незначительному изменению параметров в равенстве (40) (относительное оиугононис не превышает 52);

3) па вид зависимости (40) и его параметры существенное влияние оказывает тиг. корпуса и' конфигурация его проточно;; части, т.е. каждый типоразмер РА требует индивидуально:'; аттестации по турбулентно;'; характеристике РО.

Задача синтеза дроссельной пары РА по заданной турбулентной характеристике осуществляется в несколько этапов:

1) по заданно:': турбулентной характеристике из уравнения (40) определяется соответствующая ей КХ;

2) по рсссч: -анной КХ на каждом I -том иаге в соответсткш с вариационным методом определяется уравнение кривой (на рис.5 она показана пунктирной линией Ый... Моо ),которая представляет собой геометрическое место точек концов образующих (кривые ИН0 .М^ .. ..МКсо , из которых на рис.5 показана только одна - МН^ ) усеченных конусов с равновеликими площадями боковой поверхности,равными значению КХ при фиксированном положешш затвора( Для краткости она названа кривой равновеликих площадей - КРП);'

31 с помощью метода сплайнов определяется огибающая к КРП; но координаты.! точек рассчитанного профиля затвора из уравнений (ЗБ),(32) определяется КХ с целью получения погрешности расчетов."

Существует условие отсутствия физической реализуемости про-п;;ля (нарушение моното!н:ости криво:': прочим затвора и гозникнове-ние точек возврата огибающей), которое определяется неравенством г<г , где граничное значение радиуса отворотил седла находится из решения системы уравнений

уь(*ЛЬ.г)Ь=ц -0; (41)

где [Сх-^^г+С(З-а^Уйво-зЛ2-!.

индексы "о " и "оо " соответствуют крайним точкам КРП.пропзвод-ше в которых рав!ш соответственно ^'иэ и бесконечности.

Значешю г соответствует условию минимальной чувствительности турбулентной характеристики РО к погреиност:* изготовления затвора.

5.разработка гстод:веского,алгоежпязского н информационного

ОБЕСПЕЧЕН!!! СИСТЕМЫ АВТ01.1АГ,13:ГР0ВА1ПЮГ0 ВЫБОРА II ПРОЕКТ!ГРО-1 Л1Я РЕГУЛПРУЕШ АК.1АШЫ (САПР РК). На рис.6 изображена укрупненная схема фушеционировашш САПР РК. Она предназначена для реиешш двух ■ -дач: выбора наилучшей РА в смысле критериев (4)-(5), установленплх стандартом РД РПЛ 26-07-256-84 "Расчет и выбора регулируют х клапанов? оптимальное проектирование (определение геометрически размеров дроссельной пары РА) по заданной СХ ИУ.ллбо по заданной турбулентной характеристике РА.

Основными составными частями системы являются:

1) диалоговый интерфейс, связываний проектировщика с системой САПР РК;

2) программа-интерпретатор, анализирующая и преобразующая "Нфор-мацию введешгую проектировщиком с экрана дисп. .эя;

3) трехуровневая система п- -кладных программ, осуществляющая расчет параметров и характеристик РА;

4) программа, реализующая задачу оптимального' проектирования РА односеделыюго и двухседельного типов с затворами стержневого типа;

5) информационное обеспечение С.ЛР РК - бйнк данных стандартной РА, состоящий из двух частей: базы дашплс (БзД), содержащей информацию об РА в полном объеме, и систему управления базой данных (СУБД); '

6) программы подготовки и печати выходной документации.

База дшпшх состоит из двух частей: справочника, содержащего адресную информацию по РА, хранящейся в основной части БзД;

- содержател- чой (осноячо*) . м Из,', л которой находится инфор-

ГЙнпор:,;. поиск. | ■ система САПР РК

БзД РА

Операционная с:;сте;.:а ОС ЕС (peHnr.MMVT.svs)

Система САПР РК

сапр рк

^Опеттор^_

"" "Гкомаида |или проце--

СЛЩ

Прсишадн прогрот.ь | |ми СУВД

Програ".:.:^-мош:тор

___I

-11

Диалоговых

1 *

Програ г :а-

:;птсрпре татор

т:

/сонсолД

£

а

(Проекти-\ ровщик )

Прогрз- а тас-чета г выбора РО 1-го уровня 7

Основные тзасчетные подул:: системы САПР РК

Програт.:а расчета и выбора ГА 2-го уровня

Птогра-.~.:а расчета и выбора РА 3-го уровня

Програ-.г.;а синтеза нестандартного РО

Програ'-.:а подготовки и печати выходной документации_

Рис.6 Укрупнешюя схема бущэдюнировашхя системы САПР РК

мац:ш о каждой РА", шифр которой находится в справочнике (около 2 тыс. наженовашй различно;'; стандартно!': РА).

Основные технические характеристики САПР РК : ЭШ ЕС-1033 (версия ОС ЕС - 6.1, релит МУТ).накопитель ЕС-5061 (вмещает около I0 тыс. типоразмеров стандартной РА); время поиска данных в БзД в автономном рег:иле работы не превышает 2 сек.,среднее время выпол • нения программ расчета на первом уровне - 15 се!;,,на втором уровне - 25 сек.,на третьем уровне - 60. сек.; среднее время выполнения программ синтеза РА: для однэседелыюп РА - 45 сек., для двухсе-дельной - 60 се::.; язык прогро:.:мпроза1шя - ПЛ-1,'объем оперативной памяти - 250 К:объем внеиней га-яти -"О цп. а*дроз магнитного

диска.

САПР PK является оригинальной системой,не имеющей аналогов. Она внедрена в НПОА "Знамя труда" им. П.П.Леисе (С.-Петербл.:•) и находится в эксплуатации с 1986 года.

б.СТРУКТШЮ-ОЕОНШШЫИ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАЛА ПЕРКГЧПЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ РАСХОДОМЕРОВ ПЕРЕ.НШОГО ПЕРЕПАДА С СУШЦ.2П УСТРО"СТВА1Х1.

Расчет измерительной схемы расходомера ("прямая" задача или задача синтеза) сводится к определении такой'относительной площади (т ) СУ, диаметра трубопровода на входе в СУ в рабочих уело в:шх (2 ) и верхнего предела измерения дифг.янометра (Д;.1-дрп ), которые'при максимальной точности измерения и возможно меньшей дис-сипац : оперта: в СУ обеспечивают соответствие между вергип'-м пределом измерения расходомера ( 0ИП ) и дрп .задаваемых нормальными рядами в ГОСТ 18140-84.

Оперативный контроль за текущим значением расхода возможен только путем расчета по текух--: значе!Г~м m ,Ъ и (задача анализа).При верхнем пределе измерения этот вид расчета полут/л назвшше "обратного" расчета.

В работе анализируется пути реше!пш задач анализу и синтеза РПП на основе выделения обобщет-ых характеристшс СУ.

Выделить обобщешше характеристик: СУ возможно только на базе СХ ПП расходомера в форме ур^-шенля (6), тале как это уравнение установлено международный! и отечественными стандартами.

Обобщенная характеристика СУ формируется 'з уравнешш (6), в котором расход заменен на ч*"\ло Рейнольдса,выступающее как характеристика СУ,

Re/(nd) = Сф= £-3 . (42)

При решении задачи оптгслального проектирования расходомеров обобщенная характеристик- СУ применяется для различных целей: -при решении задачи поиска верхнего предела измеретш ДМ (йрп ) (при задштых т и fen) уравнение (42),после подстановки выражения по расчету коэффициента расширешш ( 8 ).преобразуется к виДУ" 2 2 2 3

др^ А^га^Др-а^лр^, (43)

где параметр,учитывающий особенности перехода потетшалыюй энергии в кинетическую и диссипацию энеогии в СУ Д^ я (Сф Ч^П)/¿2р,"

- 26 -

а параметр,учитывающий расширение среда.

Обобщенная характеристика при этом рассчитывается по левой части равенств (42).

- при решении задач расчета относительной площади СУ m (при задаток Дрп и Ré« ) уравнения (42) используются в виде

m = Леп/Со(Сф). (44)

Обоо^енная характеристика в этом случае рассчитывается по правой части равенстз (42).

В работе предложены и аналитически исследованы алгоритмы численного решешш уравнения (43) (алгоритм А) и (44) (алгоритм Б), сдормулироваш условия единственности решения, процедуры определения граплчнш: значений и рекомевдованы методы численного решешш. Этим снимается существующая на сегодня проблема одновременного вы-полнешш условии сходимости по расходу и коэффициенту расширения при решении задач:: синтеза расходомера и его шкалы.

В качество критерия, оптимальности расчета измерительной схемы расходомера в настоящее время используется критерий,обеспечивающий ш'.пп^тл погрешности измерения,предложешшй П.П.Кремлевским . Шоп » uig mm

5Г«п.И,ДрА Ät> ; (45)

тбтд4П • rn-««"'

где îKroj,ûpnb[6j^m3)+<5f(«Mpn)J ' ; 3£Бдоп; ûpn é Cûp^gon î Птах Jr Шдоп> mmin ^son^m«

Дополнил критерий (45) условием, задающим погрешность расчета функций и <>£CTi,ûpn^ .В соответствии с ГОСТ 8.011-72 ( пун-

кт 3.8) функции средноквадратической относительной погрешности считают с точностью до двух значащих цифр, что соответствует точности в 5;;.Поэтому рекомендуется критерий оптимальности, который реализует условие макс::муг.:а точности при шшзлуме потерь энергии, 1ш0ст вид -

Я>п = ЭСт.Т>.Ар„>Wft.ufcm (46)

где Îim.-D.ûpp). 1,05 min п).

Описанная процедура нормирования двухкрптерпального решешш 'соответствует решению, оптимальному по Порето, если в качестве области компромиссов избрана зона с 5% -ной точностью моделирова 1е1я погрешности.Использование критерия (46) может в сто раз снизить потери терпи: без потерь точности измерения.

Для поиска оптимального решения при проектировании ?ш1 со стандартны:.::! СУ разработано алгоритмическое к програ'.глное обеспс-чешге в виде ППП,реализованного на ПЭГГ.1 1Е.'.1 РС ХТ/АТ.Г1рогра:.:;:100 обеспечете разрабатыг.а-ось совместно с Е1АП (г.Москва) .ППП перс дан в эксплуатации па ПО "Азот" (г.Тольятти) в 1991 г.

Методику расчета раскола при оперативном контроле рекомендуется основывать на обобщенно:': характеристике СУ, что позволяет осуществить расчет коэу'лпзхента расхода СУ не в форме уравнениях Птольца, а через величину текущего перепада давления па СУ.

Предлагается расчет коо^У ш'лепта Расхода осуществлять по равенству

с*»Си«/кс (47)

где и, ^аглетр Сшп загисит от типа СУ (в частности для дна'пзагм Сщп-- №9♦ 0,0312 т1'°- 0,т тЧКи-Кп/С1-т2)0'5 )

переменная д2 д2

Кс31-Пс[1-Лс0-Пс,> ] , (48)

Пс«Сьш„/Сш2п)[10£,/СтСф)1^ (4Э)

где параметры Вит, Аг Вг зависят от типа СУ ( в частности для диафрагм = 1,75, &2 = 0,75 и

вш = о.оом • т1,2^ ки. к„ /О-т2)0,5 )

Текущее значение С<р находится по право:: части равенств (42).

Во всех допусталых диапазонах изменения чисел Релпольдса, га иВ предельная разшща при. расчете коэффициента расхода ».о со-откошениям,рекоме2!дованным РД 50-213-80 для стандартных СУ, и по соотношении (47) обнаруживайся в пятом знаке (максимальная от" сительная погрешность равна 2,3 10"^' для стандартных диаТ.рагм с Ш =0,59 и К. = (гети1 = I Ю4).

Расчет коэффициента расхода по уравнешно (47) позволяет исключить тлеющуюся в РД 5, 213-80 методическую погрешность (при расчете среднесуточного расхода).достигающую 3.3#, и производить оперативный контроль и учет потоков на ЭВМ.

На основании полученных результатов разработано метг'.ичоское обеспечение инженерных расчетов в виде первой редакции стандарта предприятия СТП 13.89-90 "Методигл выполнеши оь-раткзного контроля за расходом прг одного газа на ЭВМ" для НПО Промавтомагшса (г.Кировакан)

- 28 -

7.СТРУ1гТУЕ10-0б0е3223£1 подход к разработке диагноотровашн мьтролоп1ч1)с1с1х отказов первичных преобразователе:! расходомеров Использование двух информационных каналов на одногл су:угловой отбор перепада давления (индекс " уг ") и радиальный (индекс " М ") .выбраштый в силу независимости его коэффициента расхода от диаметра трубопровода, позволяет выделить обобщенную постояга1ую в в:щс с •ошсшш квадратов коэффицле: .ов расхода, зависящих только от геометрических особенностей су

(50)

которую мощно выбрать в качестве основашш для диагностирования метрологических отказов ПП РПП.

Блеянием изменения ч: ела Рейнольдса на постоян:1ую С.^ при фиксированной геометр:::: мощно пренебречь.Предельная ошибка при этом не превышает 0,07,1 во всем диапазоне изменения т , 3) и йе

Пспользова1п:е обобщенной постоянной СУ в качестве диагностического признака позволяет осуществлять:

- контроль за прав:ш>ность» установи: и мотала СУ по гидродинамическим характеристикам, о чем мо™но судить сравнивая расчетное значение ( правая часть равенств (50)) и измеренные по текущей информации С^(левая часть равенств (50)) пота СУ новое;

- функциональную техническую диагностику метрологических отказов ПП без подачи тестовых сигналов и без остановки процесса измере-.ния расхода.Пока при текущем расходе отношение правой и левой чаете;': равенств (50) остается равной едишще (с некоторой точностью, определяемой погрешностью дм ( Друг и др^ ) и манометров,от которых зависят величины и ёрд') мозно считать СУ работоспо собным.Еслл изменение текущего значения по сравнением с С^ ) превышает пороговое значение (исчисляемое из предельной погрешности измерения перепада давления, равной удвоенному классу точности Д1.1 при течении жидкости),что связано только с изменением относительной площади СУ (см. табл.2),то признается метрологический отказ ПП.

При течении газа чувствительность диагностического признака ' к пзменешЕо относительной площади СУ несколько выше, но из-за погрешности коэффициентов распирения ( £уг и £рд) возможности'диагностирования метрологических отказов ПП практически те ;::е,что и у жвдкости.

кл.точности! да

0,06 t 1,8 Г -2,0 !

од ! 3,0 ! -3,7 !

0,25 1 6,7 ! - II !

- 23 -

Табл.2 Разработано алгоритмическое п

Пороговые характеристики спстеш Пт)огпа'--1ое обесчеч-мие под-диагностпрования метрологических olll.^ ¡„h..l под .

отказов ПЛ = 0,61) систе:.и диагностированил глет-.

рологических отказов Ш расходомеров в pavjeax ППП по опера тивному контролю за расходом по текуце:1 инфоргласш на ПЭК.! IK.i PC XT/AT.

ППП передан в эксплуатацию в фирму "Симплекс" СП

"АмСовЛквест" в 1991 году.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДи ПО РАБОТЕ ' 'щим результатом работы является теоретическое обобщение,на основе которого сформулированы и обоснованы принципы расчета и автоматизированного на Э3.1 проектпроза1!И" измерительных и исполыл-телышх дроссельных преобразователен, методическое,алгоритмическое, информационное и програ'.злное обеспече!И'° автоматизированной системы проектирования дроссельных устройств, использу^:.:ых в системах контроля и управлешт ТП.В рез^.л^тате могут быть сделало: выводы:

I).Предложен структурно-обобщенный подход к разработке ДУ пзмерителыдгс и исполштелышх преобразователен систем контроля и управлехпш технологическими процессами, используема для создания систем контроля, учета и распределения материальных и энергетических потоков в лзууадм и газообразном состогасгях з локальных автоматические системах регулирозакш.

Предложенный подход характеризуется следующими положениями:

а) отличлтелышмп приз11иками разработанного подхода являе -я пр::менение извест;;ых структур;шх принцштов кибернетики, совмещенных с обобщенными параметрами, связывазадгл: конструктивные и ш^ормацп-онкые характеристики элементов трубопроводных сетей и дроссельных-ycTpoiiCTB технологически.. проце; ов, и придашь опроделл.ющего значения установлешиэ границ дроссельного устройства как фушециональ-ного преобразователя;

б) эффективность структурно-обобщешюго подхода к ;ектиро-вшзш связана с новым пошз.!аш!ем обобщенного параметра, выделяемого путем расчленения статической характеристики элемента на два комплекса, lazrjiLa'i из ко1, рых определяется независимо друг от друга в различных системах переменных конструктивных и информащюшшх,что

- 30 - ...

отражает общность и универсальность кибернетических подходов;

в) при усталовлешт грашщ разгонных участков местного сопротивления предложено прздавать определяющее значение условию прояв-леш!Я аддитивности потерь напора за счет действия сил вязкости и инерции в потоке;

г) проявление сил вязкости и пнерцпп в потоке несжимаемой жидкости рекомендуется отражать экспериментально определяемыми обобщенными т"^стоя]па?.п1- модулем влзкост ^[м-^} (уразненле 13) и квадратична модулем Ск (уравнение 12) или модулем турбулент^ ностп Ст[м^] (уравнение 10), а в потоке сжимаемой жидкости их необходимо дополнить обобщенно!'! безразмерной газовой постоянной Г(С) (уравнение 16), отрадаэщей эффекты как диссипации, так и деформации потока при прохождении сжатого сечлгия в интегральной форме;

д) предложено преобразовать уравнение Бернулли для жидкости и газа путем введегсш обобщешшх постоянных, что приводит к новой форме закономерности, названной уравнением сохранения энерпш с обобщенными постоянными (уравпеш!е 25);

е) синтез регулирующей арматуры по о бог" -ешшм постоянным рекомендуется производить с применешгсм вариационных подходов,что ликшщпру"1 необходимость в проведении экспериментальных работ . при реалпзацзш специальной гидравлической характеристики на базе стандартной регулирующей арматуры и приводит к повышешиэ точности расчетов ( расчет конструктивной характеристики стандартной регулирующей арматуры производится точнее на 10-25^ для стержневых затворов, на 7-13Г' для сеплентных затворов; на 20-50% для заело--нок; на 10-25£ для поворотных цилиндрических и шаровых затворов);..

ж) проектирование первичных преобразователей расходомеров переменного перепада с сужающими устройствами л оперативный контроль текущего значешхя расхода предлагается основывать на обобщенных показателях, что позволяет отразить влияние режима течения

не непосредственно числом Рейнольдса, а связашюй с ним величиной перепада давления,существенно повышает эффективность проектирования точность оперативного контроля и учета материальных и энергетически: потоков;

з) предложено функциональное техническое диагностирование . метрологических отказов стандартных диафрагм основывать на сравнении сигналов в двух измерительны?; каххалах первичного преобра- .. зователя и его Обобщенной характеристики,зависящей то:т л'от гео-метр:гческих размеров сужающих устройств.

- 31 .2) .Предложено учитывать диссипацию и различие в кинетических энергиях на границах троШшков, применять уравнение сохранения энергии с обобщенными постоянными,что приводит к повышению точности расчета статических харшстеристик исполнительного устройства в локальных АСР,.если структура гидравлической системы является последовательно;;,параллельно:; пли кольцевой (смешанной).

3)3цделение обобщенных постояшп^ позволило создать и внедрив влшженерную практику методическое,математическое,алгоритмическое, программное и шйормациошюе обеспечение для системы автоматизированного выбора и проектирована регулирующей арматуры (САПР РК) без проведешш целого ряда рекомендовашшх испытаний регулирующей арматуры на воздухе (в условиях критики), а также

на :ости (в режиме ламинарной автомоделыюсти и кавитации).

4).Синтез дроссельных устройств с использовагаем САПР РК позволяет увеличить эффективность примененил регулирущей арматуры

за счет исключешш неблагоприятных режимов эксплуатации (кавитации, повышенного шут.1а, вознлкновешш в сжатом сечении критических скоростей), возможность профилирования затворов стержневого типа, обеспечпвалцего оптимальную статическую характеристику в копире ?-ной АСР, а результаты расчетов ориентированы на изготовление затворов на обрабатывающих центрах без составления чертежной документации.

5).Предложены универсальны0 алгоритмы, основшпше на обобщен-, ных показателях сужающих устройств, что позволило: осуществить автоматизированное проектировшше расходомеров с оптимальными точ-. ностныыи и энергетическими •»•арактеристикагд! и-диагностикой метро-» логических отказов первичною преобразователя, решать задали о -ративного и коммерческого контроля и учета материальных и энергетических пстокоь, уменьшив имеющуюся методическую погрешность,создать локальную систему функциональной тех!пгческой диагностики метрологических отказов сужаю^к уст; зйств,зачищенных авторским свидетельством.

6).Результаты исследований внедрены в виде стандартов предприятий НПО "Промавтоматика" (г.Кировакаи) "Исполнитель!! : устройства локальных АСР АСУ ТЦ.Расчет и выбор основных параметров регулирующих органоз дроссельного Т1ша" и СТП 1а.69-90 "Методика выполнения оператпв. го контроля за расходом природного газа по текущей информации на ЭШ", первой редакции отраслевого стандарта

РД PIT.: 26-07-256-84"Расчет и выбор регулирующих клапанов",сис- . теш автоматизированного выбора и проектирования регулирующей.арматуры (САПР Ш) для ШОА "Знамя труда" шл.И.П.Лепсе (С.-Петербург) .палсета прикладных программ по проектированию расходомеров переменного перепада с оптимальными точностными и энергетическими характерист:1ка\:п для ПО "Азот" (г.Тольятти) и пакета прикладных .. програ'.:.: по локальной системе функциональной технической диагнос-. тш:е метрологических отказов диаТраг на.ПЭШ ТЫ.! PC XT/AT для фирм: "С:".'—¿екс" СП" АмСов11н.вест"(г.Посква).Экономический эффект от внедрешш составил более 600 тыс. руб. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Патрикеев В.Г.К расчету гидравлических цепей, содержащих регулирующий орган."Приб. и сист. управл."1973,Ш0,с.17-23.

2.Патр;:кеез З.Г.Методшса определешш модульных характеристик од-, носедельных у1П1ф::цировашшх ПУ ГСП.Ееф.инф.о передовом опыте(Млн-» мопта-лспецстрой СССР).Серия У1П .Моктад и наладка средств автоматизации и связи.Вып.12(62),1973,с.S-II.

3. Патрике ев В.Г. Уточненная методика расчета 'лпкТлщировашых ИУ. Тал .т.е.Вып.1(63),1974 с.16-22.

4.Патрикеев В.Г.Определение коэффициента усиления ПУ при последовательном соединении РО и технологической линии."Приб. и сист. управл."1974,1)12.с.21-22. . .

5.Патрикеев В.Г..Шибаев А.С. Газогидродинамически!' подход к.расчету дроссельных устройств.Процессы,аппараты и автом.хим.щ>-в. Мегзуз.сб.научн.тр.Пермский ун-т.1978, с.116-124.

6.Патрикеев В.Г..Шибаев А.С.Анализ универсальной формулы расхода газа через дроссельное устройство.Там т с.126-131.

7.Патрикеев В.Г. и др. Инженерный подход к оценке кавитационных эффектов в местных сопротивлениях.БУ ВННПТЛ"Деп.рук",1981 с.ЮО. • б.Патрикеев В.Г.Структурно-обобщенный подход к проектированию дроссельных устройств.1.!е:гзуз.сб.научн.тр.М.: i.EIXL!,1984, с25-34. 9.0траслево]"1 стандарт "Расчет и выбор регулирующих клапанов" РД Р1М 26-07-256-84.Ленинград,1984,88 с.

Ю.Патрикеев В.Г.Расчет параметров расходомеров с сужающими устройствами по универсальным номограммам"Приб . и сист. управл." 1985,Г!Юс.46. .

II.Патрикеев В.Г.Определешш параметров расходомеров переменного, перепада по номограммам. (Структурно-обобщеншй подход )ПНШ,ЮАВТО-МАТИКА.ХУ Всесоюзное совещание.Тез.док.М.:И1У,1985,с 45-47.

12.Датрикеев В.Г. Расчет параметров расходомеров с cyr-ающнмл устройствами по универсалыолл таблицаи"Прпб. и сист. управл," Г4, 1966 с.46. . .

13. Пат рже ев В.Г. Применешге структурно-обобщенного подхода при проектировашш расходомеров с сужавдимн устройствами."Пр::б. п с:: т управл." J.":8,198S,с.21-22.

14.Патрпкеев В.Г. Расчет параметров расходомероз с соплам:! и соплами Вептур:: по универсальным таблиц' • на.мпкрокалькуляторе',Эле-ктроника Ш-46""Прнб. и сист. управл." .'.'8,1986,0.46. .

15. Патржеев В.Г. Расчет параметров расходомеров г диафрагмами по ушшерсальным таблицам на микрокалькуляторе "Злектрошша

1.Ж-46" "Прнб. и сист. управл." Ш,1986,с.46.

. 16.Патржеев В.Г. Оптимальное проектирование расходомеров переменного ..^репада с диа0раплами."Прпб. и сист. управл.".'.Т2,198о,с.43.

17.Патржеев В.Г. Проектирование расходомеров, с сужащимл устройствами по обобщешпьм характеристикам" Тс .док.1.!е.?чДун.ксн2|. "Яблонна-86" М.:ППУ,1986 с.42-46.

18.Патрикеев В.Г.,Васенин В.В.,Пернуло:" A.A. Особенности течения газа через дроссельное устро:":ство//Снстемы и средства автомат.по-тенц.опас1шх процессов хим. техн. :Мезвуз.сб.научи.тр/Л7л им.Лен-совета-Л.:1986,с,62.

19.Патржеез В.Г. Оптимальное проектировался расходомеров.пере-менного перепада с соплами."Приб. и сист. управл."JЯ,1087,с.47.

20.Васешш В.В.,Патрикеев В.Г.О' ювы построения системы автома-. тизпрованного проектировашш и выбора регулирующих клаланог /'Л.; L!HM.!«e£By3.сб.научн.тр."Автоматизированное пг оптирование з задачах химического мапинос "хэешш" 1987,с.41-45.

21.Васенпн В.В.,Патрикеев В.Г. Расчет конструктивной характер::..-тшп! регулирующие клапанов (Вариациошшй подход) ."Приб. и сист. управл." Ш,19ь7,с,45.

22.3асешш В.В.,Патрикеев В.Г. Система автоматизированного проектировашш и выбора регулнрующж лапанов (САПР PK).Оптимальное проектирование регулирующих клапанов с затворами стержневого типа. "Приб. и сист. управл." Ш,1987,с.45.

23.Васешш В.В.,Патрикеев В.Г. Расчет конструктивной характеристики заслонок (Вариациошшй подход)"Приб. и сист. управл."Ш0, 1987,С.43. . .

24.Васешш В.В.,Пат,...кеев В.Г. Расчет конструктивной характерно-

Tiuai щаровой и заслоночной регулирующей арматуры (Вариационный подход)"Прпб. и.сист. управл.'ЧЯО,1987,с.43. .

25.Васёнлн В.В.,Дегтярева С.А.,Патрикеев В.Г..Вязкостные характеристики регулирующих клапанов.Межвуз.сб.научн.тр.ЛТП.ш.Ленсовета "Автоматизация поте1Щиально опасных процессов хил. технологии? 1987,с.58-62

26.Патрикеев В.Г..Специальные исполнительные устройства химической промюлег чсти.Уч.пос. M.:I.3DS.I,I876 • 50 с.

27.Патрикеев В.Г.,Сербулов ЬЗ.С. Специальные исполнительные устройства химической промыщленности.Уч.пос.Воронсм.ЕГУ,1982,-256 с.

28.Патрикеев В.Г. Расчет и проектирование расходомеров переменного перепада.Уч.пос.IJ.: МИШ,1986 - 56 с.

29.Кораблев И,В.,Патрикеев В.Г.,Тлеуку;:ов А.О. Особенности пост- _ роения микропроцессорных систем контроля расхода г.пюгоког.шонентных газовых смесей.В кн.Тез.док.У Всесоюзной научн.ко iß."Автоматиз а- . ция и роботизация в л сл. пром. "Тамбов-88/Шл!.1. Тамбов 1988 г-309 с.

30.Патрикеев В.Г.,Тлеукулов А.О.,Наджарьян А.Р.Особенности проек-. тарования расходомеров со ставдартныш .диафрагмами и заданным даф-манометром."Лрпй» и сист. управл." Ш2,1989,с.46.

31.Патрик в В.Г.Длеукулов А.0.,Анализ режимов эксплуатация сужающих устройств расходомеров."Приб. и сист. управл.'"-'11,1989,с.47

32.Патрикеев В.Г.,Тлеукулов А.О.,Кораблев И.В. Автоматизированная система научных исследований дроссельных элементов измерительных устройств.Семинар по Моделирован:по в САПР,АСН11 и ГАП.Тез.док. Тамбов,1989 - 64 с.

33.Патрикеев В.Г.,Васешш В.В. Особенности построения системы автоматизированного выбора и проектирования регулирующих клапанов. Там же - 178 с. .. . .

34.Патрикеев В.Г.,Тлеукулов А.О. Кораблев И.В.Авт.свид.СССР 1647276.Способ диагностпа! расходомеров переменного перепада. Е1Д991.Ш7 с.122

35.Патрикеев В.Г. ТлеукуловА.Наджарьян А.Р. Особенности проектирования расходомеров переменного перепада по обобщенным постоянным "Приб. и сист. управл. "И ,1990 с.46

36.Патрикеев В.Г.,Тлеукулов А.О.,Кораблев II.В. Микропроцессорное средство контроля расхода природного газа.-В кн. "Системы и средства автоматизации потенциально опасных процессов хим. техноло-гии"Г.!ежвуз. сб научн.тр. Л.-:ЛТП ш Ленсовета,1920,с.28-32 '

37.Патрикеев В.Г. Структурно-обобщенный подход к анализу и синте-

зу дросселышх исполнительна: устройств.Тез.док.Всесошного совещания в кн."Дненлогидроавтомати1са и пневмопризод"Суздаль,1990 с.38 ...

38.Завьялова М.И.,Силивина I.I.II.,Патрикеев В.Г. Залоговая система расчета и выбора регулирующей арматуры в зависимости от параметров рабочих сред.Тез.док.1У Всесоюзн.ко1й."Про1лнш:еш1ая трубопроводная арматура, направлегагя развлтия"Л.:1990,-27 с. ЗЭ.Патрикеев З.Г.,Пинаева 2.Г.Контро."ь, учет и распределение материальных и энергетических потоков в технологических процессах. Там же - 28 с.

40.Патрикеев.В.Г. Экологически! контроль на основе технологического.Тез.док. на паучно-техн. конф. с междупар. участием "Автоматизации: в медицине и экологии",Самара,I99I-4 с.

41.Пг оикеев З.Г.,Васеник В.З.,Везирян P.S. Особенности расчета регулирующей арматуры до области квадратичного-сопротивлении "Химическое и нефтяное машиностроение" .'"'4,1991,с.15

Условные обо"начеп:тя.QM - массовый расход, Q - объемный расход,Др - перепад давления; CJtСг , . . Сп , C(fi) - характер;:-стики рассеивания энергии в элементах IvJ АСР; ^ иf*. - коэффициенты динамической и кшег.ш.. iecKo:: вязкости; р - плотность; Эе -показатель адиабаты; 2 - коэффициент сжимаемости; Р - абсолютное гидростатическое давление; Z ) - "идсальныГ." коэффициент усилен:1я;Кр [С.( t )J - расчетный коэффициент усиления 11У;Бд -диаметр условного прохода; L /Т-р - дана разгонного участка или трубопровода; S - площадь; Sy - площадь условного прохода; К -ход затвора; h»j - условный ход затвора; С - h/hy - относительный ход затвора; к ?Нр - силы трешш и неразгрузки затвора;

- коэффициент гидравлического сопротивления, отнесенный к площади условного прохода; 2.) - коэффициент гздраалического сопротивлении /0 между скатил и выходнытл сечениями PA; -коэффициент гидравлического сопротивления.РО между входпшм и сжа^ тым сечениями; с( - коэфе-^иепт юхода СУ; 2 - коэффициент распи-решгя; т =* (d/Л - относительная площадь СУ; d и И - диаметры отверстия СУ и трубопровода в.рабочих условиях; Re. - число Рейнольдса; La - число Лагранжа; Ст- модуль турбулентное т;ск-квадратичный.модуль; Сл - модуль вязкости; Г ( £ ) - газовая характеристика P0;Kv- пропускная способность; ) - критический коэффициент пропуск ул способности воздуха;Сэ?- поправка на показатель адиабаты; £ ) - газовая характеристика ?А; X - ког>;ф'И-

цпект скорости;тiа ),\ (а з.^са ). ), 2(а ) лг(а ), £(л )-

газодинамические функции; Ск6 , Скп , Сцц , Скб - квадратичные модули соответствующих ветве:'; ГС АСР; СЛ6 , Слп , Сян , - модул:! вязкос-т тп соответствующих ветвей ГС АСР;3 - отметка по вцеоте соответствующего сечения ГС АСР; Ск^.Сун ,Л0 - параметры напорной характеристики центробежного насоса; , , ^ , - коэффициенты -гидравлического сопротивления тройника (приточного и вытягаю го); Ц> и Сд _ обобщенные показатели СУ; Кц; цКп - коэффящиенты шероховатости и притупления входной кромки диафрагмы.

йнзексы:1,0,2 - входное, снатое и выходное сечения;у - ус-, лоз-'цщ: проход;кр - критическое значение;Л - ре.и:м ламинарной аз-томоделыюсти; 7 - ре "лил турбулентной автомодельном:!; С1 - уело- -вия стендовых испытаний; Н - нормальнее условия;"тр - трубопровод; П - нормированное значешге верхнего предела измерения по ГОСТ 18140-84;оп - оптимальное значение.

Перечень аббровиатутэ:ДУ - дроссельное устройство;РА - регу- .. лирующая.арматура;ТП - технологический процесс; СУ - сутащее устройство; ПП - исполнительный преобразовате/ >;11У - исполнительное, устройство; ГС АСР - гидравлическая система АСР;АСР - автоматическая систе-:а регулирования;Р0 - регулирующш! орган; УКУР - универсальная система контроля, учета и распределения материальных и энергетических потоков;СХ - статическая характеристика;!.^ - местно ное сопротивление; С1.1С - совершенное местное сопротивление.;КХ -конструктивная характеристика Р0; ПП - первичный преобразователь; РПП - расходомер переменного перепада давления; САПР-РК - система автоматизированного выбора и проектирования РА; ГСП - Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации;ППП-пакет прикладных программ.