автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Исследование и разработка системы измерений и учета объема воды в системах водоснабжения и водоотведения

На правах рукописи

Романова Наталья Львовна

Ъу

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ И УЧЕТА ОБЪЕМА ВОДЫ В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Специальность 05.11.01 Приборы и методы измерений по видам измерений (механические величины)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2010

004600211

004600211

Работа выполнена в ГУЛ «Водоканал Санкт-Петербурга», ЗАО «Водоканал - Центр Измерений» совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологии им. Д.И. Менделеева

Научный руководитель:

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Захаренко Ю. Г.

Научный консультант:

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Чистяков Ю. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Шумилин В. П.

старший научный сотрудник

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Кучерявенко Е. П.

Ведущее предприятие: ЗАО «Взлет»

Защита диссертации состоится 17 мая 2010 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 308.004.01. при ВНИИМ им. Д. И. Менделеева по адресу: Санкт-Петербург, Московский пр., д. 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИМ им. Д. И. Менделеева.

Автореферат разослан

Ученый секретарь к.т.н., доцент

Общая характеристика работы.

Актуальность темы

Актуальность измерения объемов воды резко возрастает, начиная с 90-х гг. прошлого столетия. Эти годы характерны началом массовой установки средств измерений расхода и объема, резким изменением режимов водопотребления в связи с сокращением производства, недостаточным метрологическим обеспечением существовавшего на тот момент парка приборов (сужающие устройства (СУ), электромагнитный расходомер «Индукция», проливные стенды завода «Ленводоприбор» ограниченного применения), а полученные результаты измерений не были положительными вследствие недостаточного знания реальных параметров измеряемой среды и, практически, непроводимого согласования условий измерения и допусков на условия применения средств измерения.

В отличие от существовавшей системы измерений расходов и объемов воды требовалось исследовать параметры воды, как многофазной среды: водовоздушной с включениями твердых фаз при нестационарном характере движения потока; разработать новые узлы измерений и учета на основе сертифицированных, отечественных и импортных приборов и устройств; обеспечить получение результатов измерения в реальных условиях Эксплуатации аттестованными методиками выполнения измерения; обеспечить неподлежащие демонтажу средства измерений метрологическим обеспечением в условиях эксплуатации, не нарушая технологического цикла; разработать требования для метрологического обеспечения узлов больших диаметров (3001500 мм), вблизи которых пока нет проливных стендов, а поверка за границей крайне дорога и потому нецелесообразна.

Условия эксплуатации оказывают влияние на измеряемую величину и параметры применяемых средств измерений. Среди условий, влияющих на результат измерений, необходимо отметить аэрацию жидкости, пульсацию измеряемого расхода в реальных условиях, «зарастание» стенок трубопровода и ДР-

Известно немало примеров, указывающих, каким образом эти условия влияют на результат измерения расхода и количества воды. Селиванов М. Н., Фридман А. Э., Кудряшова Ж. Ф. в работе «Качество измерений» считают, что последствия, связанные с неучетом условий эксплуатации средств измерений, приводят к тому, что доля недостоверных значений измерений по этой причине составляет 46 %.

Для производства воды измерительная информация об объемах и расходах воды должна быть достоверной, а обеспечение достоверности должно достигаться в широком диапазоне диаметров водоводов и скоростей потока воды.

Решение этой задачи требует создания соответствующих специализированных средств измерений, разработка которых должна базироваться на обоснованных взаимосогласованных технологических требованиях.

Исходя, из этого, необходимо: проведение анализа фактической природы формирования сигнала, соответствующей расходу и объему воды, исследование составляющих методической погрешности измерения, исследование составляющих инструментальной погрешности измерения.

Основной целью работы является разработка требований и принципов построения средств измерений; исследование метода измерений, создание и исследование средств измерений (узлов) расхода и объема воды, и методик выполнения измерений в реальных условиях эксплуатации.

Достижение этой цели заложит основу системы измерений, учета и сведения балансов вода с меньшей погрешностью при производстве, водоотведении и очистке воды.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- уточнены основные источники погрешностей измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации;

- получены аналитические выражения и числовые значения погрешностей измерения, обусловленные спецификой технологического процесса;

разработаны новые способы измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации,

- созданы и исследованы узлы учета, основанные на разработанных автором способах измерения расхода и объема воды;

- разработаны принципы коррекции систематических погрешностей узлов учета для работы в условиях помех.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты анализа погрешностей измерения расхода и объема воды и его особенности применительно к условиям эксплуатации ГУЛ «Водоканал Санкт-Петербурга (СПб)», которые позволили выбрать метода измерения и способ построения системы учета с наименьшими погрешностями измерения.

2. Способы измерения расхода и объема:

- вода в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах,

- многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока.

3. Метод коррекции результатов измерения расхода и объема вода в условиях эксплуатации.

4. Способ определения неучтенного объема вода.

5. Новые схемные и конструктивные решения, позволившие создать систему учета веды с оптимальными параметрами, с наименьшими погрешностями в условиях эксплуатации, с существенным экономическим эффектом.

6. Результаты экспериментальных исследований, разработанных узлов измерения и учета объемов воды, адаптированных к конкретным условиям эксплуатации.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

- разработаны методические решения, позволяющие уменьшить случайные и систематические погрешности существующих и вновь разрабатываемых средств измерения,

- разработаны новые способы измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации;

- разработана методика определения объема воды, не учитываемого средствами измерений во время возникновения нештатных ситуаций; -разработаны новые схемные и конструктивные решения узлов измерений и учета воды

- создана система учета воды с оптимальными параметрами, с наименьшими погрешностями в условиях эксплуатации, с существенным экономическим эффектом.

Личный вклад автора.

- проведено теоретическое исследование методических составляющих погрешности от влияющих величин и экспериментальное исследование инструментальных погрешностей средств измерения расхода и объема воды и параметров водного потока.

- разработан способ измерения расхода воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах.

- разработан способ измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока.

- разработаны способ определения неучтенного объема и методика определения фактического объема водопотреблення и водоотведения.

- разработана методика определения влияния величины отложений на внутренней поверхности трубопровода на результат измерения ультразвуковых расходомеров-счетчиков.

- разработана техническая н конструкторская документация узлов измерений и учета.

- создана система учета воды с оптимальными параметрами, с наименьшими погрешностями в условиях эксплуатации.

Полученные результаты внедрены:

- при проектировании 91 узла учета для многофазных потоков на базе ультразвуковых и электромагнитных расходомеров,

при расчете объемов фактического водопотребления филиалов ГУЛ «Водоканал СПб» и его абонентов, в том числе при расчете объемов воды во время возникновения нештатных ситуаций.

Апробация. Основные положения диссертации обсуждались на:

- 19-21, 24, 26 и 27 международных научно-практических конференциях «Коммерческий учет энергоносителей», 2004,2005,2006,2007,2008;

- симпозиумах «Мир измерений и учета», 2004,2005 ,

- 1 международном конгрессе «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ. XXI ВЕК. Инженерные методы снижения энергопотребления зданий», 2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них 3 патента и 2 работы в рецензируемом ВАК ведущем научном журнале: «Водоснабжение и санитарная техника».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

Диссертация содержит 149 стр., 43 рис., 1 фиг., 13 таблиц в основном тексте и 51 стр. в Приложениях.

Диссертация написана по материалам исследований, выполненных в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», ЗАО «Водоканал - Центр Измерений» совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологии им. Д.И. Менделеева в период 2002-2009 гг.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ' Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель работы. Описана структура диссертации, положения, выносимые на защшу.

В первой главе рассмотрено состояние техники измерений; приводится критический анализ применяемых методов и средств измерения по опубликованным материалам. Анализу предшествуют сведения о природе и физике образования информации о параметрах водных потоков, водоводах, дана оценка величины источников сигнала и помех.

Краткая характеристика методов измерения, обзор и анализ существующей аппаратуры позволили определить перспективное направление поиска решения. Магистральным направлением измерения расхода многофазных сред является предварительная подготовка самого потока, состоящая в разделении фаз, либо в гомогенизации потока, т. е. выравнивании скоростей движения фаз.

Незнание реальных параметров водного потока (наличие нескольких фаз, нестационарностъ и т. д.) является одной из причин дисбаланса между результатами измерения количества поставленной и полученной воды. После выполнения измерений, результаты необходимо подвергать математической и логической обработке. Измерительные и процедурные функции целесообразно разделить, и документировать. Основой организации учета являются

результаты достоверных измерений и, в соответствии с этим, главным направлением работы являются:

- выявление и исследование факторов, влияющих на результат измерения,

- определение характера влияющего фактора и нахождение способа исключения или уменьшения степени влияния на результат измерения.

Во второй главе выполнены теоретические исследования метода измерения и источников искажения измерительной информации, а также составляющих погрешности результата измерения расхода; дана оценка помехам и способам коррекции; получены аналитические выражения для перевода результатов измерений в нормальных условиях к результатам измерений параметров многофазных нестационарных потоков в условиях эксплуатации, дана оценка влияющим факторам на средства измерений различных физических принципов, проведен анализ физической природы образования искажения измерительной информации с целью поиска способов их исключения, уменьшения или учета.

Результаты измерения зависят как от неточности самих преобразователей, так и от их чувствительности к помехам, а также от величины этих помех. Измерительную систему необходимо построить так, чтобы достигалось согласование характеристик средств измерений и условий эксплуатации, а также снижалась систематическая часть погрешности при помощи различных способов коррекции. Система должна быть как можно более чувствительной к ' измеряемой величине и как можно менее чувствительной к величине помех.

Модель процесса образования погрешности результата измерения включает в себя следующие основные составляющие: погрешность фона, погрешность метода, инструментальную погрешность, погрешность регистрации.

В воде, подаваемой по напорным водоводам, всегда содержится некоторое количество воздуха, причем объем нерастворенного воздуха по длине водовода постоянно меняется, так как в зависимости от давления в трубах и температуры воды воздух сжимается, или расширяется, растворяется в воде или наоборот выделяется из воды. Относительное количество (объем) воздуха, которое может раствориться в рабочей жидкости до ее насыщения, прямо пропорциональное давлению на поверхности раздела жидкость-воздух, и его можно вычислить по формуле

Урв = КУрж р/р 05

где Урв - объем растворенного воздуха, отнесенный к нормальным условиям (р0 = 0,101325 МПа (1 атм), То = 293 К), дм3, К - коэффициент растворимости воздуха в рабочей жидкости, Урж - объем жидкостно-воздушной смеси, дм3,

р0 и р; — начальное и конечное давление воздуха, находящегося в контакте с водой. Объем смеси:

V = V +у

*рж * Ж '»рв ■ НВ 5

где Vx - объем "чистой" (дегазированной) жидкости, не содержащей растворенный и нерастворенный воздух (можно получить только глубоким вакуумированием),

Vbb - объем нерастворенного воздуха, приведенный к нормальным условиям (р0 = 1 атм,То = 293К),дм3.

Экспериментальными исследованиями установлено, что растворенный воздух практически не влияет на плотность р и модуль упругости рабочей жидкости, тогда как влиянием нерастворенного воздуха на эти параметры пренебречь нельзя.

Отметим некоторые особенности измерения двухфазных сред на примере

СУ.

Уравнение при движении некоторой массы Мс двухфазного вещества через СУ, установленное на горизонтальном участке трубопровода для однофазных сред:

v,2 A v¡

VPl = Vp2 +Mj,-^-+MT~-,

где p¡ и рг - статические давления соответственно в сечениях I-I и П-П (рис.1); Мс, Мд, Мт - масса смеси, легкой и тяжёлой фаз; V — объем смеси;

Vi — средняя скорость смеси в сечении I-I;

v2, > v2r - средняя скорость легкой и тяжелой фаз в сечении П-П.

t

Вторым исходным уравнением будет уравнение неразрывности потока Чи = PcFlVX = P.FU + PtF2,V2t , где cjm - массовый расход двухфазного вещества; РоРчРт ~ плотность смеси, легкой и тяжелой фаз; í;- площадь поперечного сечения трубы;

F ,F1t - площади в сечении П-П, занятые легкой и тяжелой фазой.

■»i ° * - *

......а f

>

......é 4— к.

<е V \

Рис. 1

Преобразуя исходные уравнения, умножая на поправочный множитель е, учитывающий уменьшение плотности вещества при проходе через СУ, и на коэффициент сопротивления Ъ, на участке от I-I до П-П, учитывающий потери энергии, а также неравномерность скоростей и местоположение отверстий для отбора давлений, получим искомое уравнение расхода для двухфазного потока в виде

ц^е— __

Чи = Ь. ^КрРМ-Рг),

где р - коэффициент сужения струи, отнесенный к скорости в сечении П-П.

Если принять скорость v2 = v2 и положить в этом уравнении z = ——, то г ' рапс

из него, как частный случай, получится уравнение расхода для однофазной

среды

Чи =acF2ppc(p¡-p2), где а = - коэффициент расхода.

При измерении расхода многофазных сред, например, сточной воды нередко возникают очень большие трудности, зависящие как от процентного содержания отдельных фаз, так и от характера их распределения в потоке. Такая среда не имеет гомогенной структуры и характеризуется непрерывным изменением концентрации фаз по длине трубы. Измерение мгновенного расхода такой смеси не имеет большого практического значения. Лишь среднее значение расхода за некоторый интервал времени может правильно характеризовать такой поток. Минимальный интервал осреднения Т0 зависит от структуры потока и может достигать в некоторых случаях 90-100 с. При этом надо иметь в виду, что средняя скорость более тяжелой фазы меньше средней скорости более легкой фазы. Поэтому возникает необходимость различать истинную и расходную концентрацию обеих фаз.

Истинной концентрацией одного из компонентов, например тяжелого, является отношение объема VT или массы Мх = VT рт этого компонента к общему объему Vc= VT + V„ или общей массе Мс = VT рх + Ул рл смеси соответственно в отрезке трубы длиною L.

Тогда при постоянстве концентрации компонентов истинная объемная г|Т0 и массовая т|тм концентрации тяжелого компонента будут определяться уравнениями:

_VT= FTL Fj_ VjPt = FTpjL _ FTpT

ЛТо Vc ~~ (FT +Ft)L ~ F И ЛТм ГтРт+ГлРл (FrPr+FjP,)L= Fpc ' а истинная объемная фл„ и массовая срлт концентрации легкого компонента найдутся из выражений:

фЛо = 1—Т|Т0 И фЛт = 1-Т)Тт.

/о

Обозначим через их> ил и ис - средние скорости тяжелого компонента, легкого компонента и смеси соответственно. Связь между ними определяется уравнением

Foc=FTuT+FaUj,

которое с учетом предыдущих зависимостей может быть представлено в виде

Ос = Г|Т0От + фЛоил=и-Г1Т0(оя-ит).

Так как обычно имеет место соотношение ил>ос>ит, то, следовательно, расходные концентрации 5т0 и 5тм тяжелого компонента меньше истинных, а у легкого компонента, наоборот, - больше, т.е. рЛоХрд,, и Рлм><рлм. Степень различия между расходными и истинными концентрациями зависит от многих причин. В газожидкостных потоках во многих случаях при значительных скоростях смеси ис средняя скорость воздуха ол в 1,2-1,25 раз больше скорости смеси. Соответственно, фЛо = (0,80 + 0,83)Рло. При малых скоростях смеси разница между <рл0 и рл0 становится еще больше.

Если рл /рт < 1, то рс ю рл /(1 -т|тм ). По аналогии с расходной концентрацией того или другого компонента введем понятие и о расходной плотности смеси рср, которая в общем случае отличается от истинной плотности смеси в трубе рс и определяется следующим уравнением, связывающим массовый и объемный расходы смеси:

С>См=рСр Qc0. , Из этого уравнения получаем,

рср = 5т0 рт + Рл0 рл или рср = рт-Рл„(рт-рл). Если скорости тяжелого от и легкого ил компонентов равны друг другу, то рср = рс.

Рассмотрим основные составляющие погрешности измерения расхода воды, обусловленные влиянием пульсирующих потоков на СУ.

При измерении нестационарных потоков перепад давления на СУ не является однозначной мерой величины расхода

q=aeF №АЛг

1 Р Рг »

где q- расход,

а- коэффициент расхода СУ, г-коэффициент сжимаемости,

F2- площадь поперечного сечения потока во втором контрольном сечении СУ, Ар- перепад давления между контрольными сечениями I-I и П-П СУ (рис.1), р- плотность измеряемой среды, t- время,

//

А — коэффициент, учитывающий изменение площади сечения' потока по

ч р

продольной координате (А= ——8х, X; и х2 - продольные координаты

контрольных сечений СУ).

Пульсирующие потоки можно разделить на течения с периодической и произвольной пульсацией. В тех, и в других течениях после усреднения за достаточно большой период времени расход пульсирующих потоков остается примерно стационарным. Для пульсирующих потоков целью измерения может быть определение средних значений расхода q:

<7 = 7 ]<?(')*> л т

где Т - время усреднения расхода.

Формула измерения д по результатам регистрации Ар имеет вид квазистационарного соотношения д = к*Щ>, где к=аеР2/л[р. Этот метод содержит следующие основные составляющие погрешности измерения расхода.

1. Погрешность, обусловленную тем, что среднее значение квадратного корня всегда меньше значения квадратного корня из средней величины

о» >

2. Пмретность коэффициента расхода, поскольку среднее за период значение коэффициента расхода обычно не соответствует квазистационарной величине.

Методы измерения д, основанные на регистрации Ар = /(¡)с последующим расчетом по <7 = к-^Ар , содержат дополнительную погрешность, обусловленную инерционнылш эффектами в проточной части СУ. Естественно, что для этого метода погрешность, связанная с влиянием нестационарности на коэффициент расхода, также сохраняется.

Погрешность измерения расхода, вызванная квадратической зависимостью между расходом и перепадом давления, появляется при вычислении среднего значения пульсирующего расхода по формуле 5 = Л, . Эту систематическую погрешность часто называют «погрешностью квадратного корня» -Еки обычно выражают следующей формулой:

ч_ч_

где ?0

1 т

/г

Очевидно, что величина Е* зависит только от амплитуды и формы пульсаций расхода. Для случая изменения расхода по гармоническому закону q = +a sin £ot), принимая к = k¡, нетрудно получить следующую зависимость:

1-

Поскольку амплитуду колебаний расхода практически определить трудно, значение Ек увязывают с амплитудными характеристиками пульсаций перепада давлений. Таким образом, для нахождения «погрешности квадратного корня», необходимо знать истинное значение амплитуды пульсаций перепада давлений на сужающем устройстве. Канал измерения Ар из-за наличия инерционных свойств будет искажать действительное значение амплитуды, и запись перепада давления на диаграмме дифманометра не отвечает истинному процессу колебаний. Это приводит к тому, что по записи невозможно определить достоверное значение амплитуды Ар, а также Ек и яд . Для восстановления действительного значения амплитуды пульсаций перепада давления по результатам измерений необходимо наличие амплитудно-частотной характеристики «а» канала измерения Ар, которая представляет собой зависимость перепада давления на выходе авых и входе авх в канале измерения Ар от частоты колебаний f.

Проанализируем степень влияния «а» на Ек;

ЕК=(?. -q„)iq„ = (%1лр -1*рУ4*р = (i/-y/o4- (др. M/>)2]j-i,

где q„, яд - измеренное и действительное значения расхода;

Ар« - среднее квадратическое отклонение пульсаций перепада давления.

Расчет Ек был произведен для трех значений Ара /Ар = 0,05; 0,1; 0,2 . Если а=1, т. е. канал измерений передает колебания Др без искажений, то, измерив величину Ара!Ар по записи на диаграмме, можно определить Ек и, соответственно, q, = qB /1+ Ек- Если 0< а<1, то канал измерения обладает демпфирующими свойствами и гасит колебания Ар. Это приведет к тому, что измеренное значение амплитуды будет меньше действительного и величина Ек будет занижена по сравнению с ее значением при а=1, а восстановленное значение расхода будет больше Яд. Максимальное расхождение будет при а=0, что соответствует полному гашению колебаний при обработке диаграммы без учета пульсаций по средней линии. Противоположная картина наблюдается при а>1, т. е. когда канал измерения обладает резонансными свойствами и увеличивает амплитуду пульсаций Др.

Результаты анализа влияний «а» на Ек подтверждают вывод о том, что отсутствие данных об амплитудно-частотной характеристике канала измерения Ар может на порядок увеличить погрешность при определении расхода.

Точность измерений расхода, протекающей в водоводе жидкости, зависит от того, насколько правильно определена действительная площадь поперечного сечения потока. При определении внутреннего диаметра трубопровода необходимо учитывать толщину отложений на его стенках, которые сужают его сечение. Изменение геометрии сечения трубы и шероховатости ее поверхности приводит к росту погрешности измерения расхода.

Влияние отложений для времяимпульсного метода измерения расхода оценим через измерение физической величины, которой является значение разности времени прохождения луча по и против направления потока, пропорциональное значению расхода. При прохождении отрезка пути луча длиной dl (в обе стороны) временная задержка составит

dt = 2dlv (/)с-2 cos а , (2)

а - угол между направлением луча и осью трубопровода, v(l) - продольная скорость потока, усредненная по длине dl, с - скорость ультразвука в измеряемой жидкости.

Подставив значение dl=dx/sina, получим выражение dt = 2c"2v(/)c<g adx

Суммарная разность хода луча dT составит

D_ 2

dT = 2c'2ctg a \v(x)dx

i -SL

г

Профиль скоростей оказывает существенное влияние на показания ультразвуковых расходомеров и их погрешность. Форма профиля скоростей потока может быть разной, в том числе и несимметричной. Оценим влияние отложений на результат измерений, задавшись, исходя го наибольшего упрощения, прямоугольной формой профиля скоростей: в трубопроводе внутренним диаметром Бив трубопроводе, у которого на внутренней поверхности имеются отложения толщиной d. Соответственно, внутренний диаметр последнего равен (D-2d). Примем, что расходы в обоих случаях одинаковы (qo=qi=q).

т. „ „ . яО2 7t(D-2dY

Из уравнении для расхода д0 =-^—v0 и qx =——-—— v, видно, что при

неизменном расходе скорость в трубопроводе после появления отложений увеличится в к = — = ^ ^2d ) ^>а3'

Геометрически величина расхода соответствует объему цилиндра, полученного вращением соответствующего профиля потока вокруг продольной оси потока. В соответствии с формулой (2) суммарная разность хода луча пропорциональна площади профиля скоростей, поэтому можно записать соотношения для обоих случаев:

/ч

где с1Т0 и сЯ) - значения разности хода луча в первом и втором случаях, к; - коэффициент пропорциональности. Отсюда получается

<1ГЬ _ Р-2<1 ¿Г, ~ /> ' Тогда значение завышения показаний равно

аг0 в-га'

Автором выведено аналитическое выражение для определения процентного отношения толщины отложений относительно площади сечения

51

без отложений: = ,

О2

без ошож

где «кольцо отложений *» - осредненное значение толщины отложений на внутренней поверхности трубопровода по всему сечению.

Автором найдено аналитическое выражение погрешности завышения

показаний: <?=)—---1|-10<5%.

(Д-2 Л )

В результате анализа отношения сигнал-помеха получено, что наибольший вклад в погрешность результата измерений вносят:

- многофазность потока,

- нестационарность потока (пульсация),

- зарастание труб в зоне измерительных участков.

Влияние этих факторов на различные средства измерений неодинаково,

так:

- при содержании воздуха в воде до 5 % погрешность тахометрических приборов может увеличиться с. 5 % до 30 %;

- при отношении среднего значения пульсаций к максимальному значению, равному 0,5 погрешность сужающих устройств может составлять 6 %,

- при относительной толщине отложений на внутренней поверхности измерительного участка завышение показаний ультразвуковых расходомеров может составить более 20 %.

В третьей главе приведены результаты исследования составляющих инструментальной погрешности и разработки способов стабилизации влияющих факторов при эксплуатации узлов измерения и учета.

Экспериментальные исследования проводилась по двум направлениям:

1) исследования параметров водных потоков в условиях эксплуатации ГУЛ «Водоканал СПб»,

2) исследования средств измерений, сертифицированных и допущенных к применению на территории РФ, в условиях эксплуатации ГУЛ «Водоканал СПб».

Среди параметров водных потоков исследовались: диапазон скоростей, многофазность, степень искажения эпюры скоростей, амплитуда пульсаций.

Из результатов обследования получено, что до 10 % трубопроводов имеют заполнение воздухом до 20 % водовода в плоскости измерения.

С целью выявления параметров водного потока проводилось исследование в двух измерительных точках на одном входном водоводе, Ду 900 мм, в пос. Горская ультразвуковым расходомером УРСВ-010М, стационарно установленным в камере (по рисунку «камера») с соблюдением прямых участков, и переносным ультразвуковым расходомером фирмы «РапашеШсз» РТ-878, установленным в котловане на расстоянии 300 м впереди камеры (по рисунку «котлован»). Измерения проводились в течение трех часов. В каждом положении датчиков (А-В, Е-Р, С-О, в-Н) измерения выполнялись по 15 минут (рис.2).

Расхождение результатов измерений, %, между стационарным расходомером УРСВ-010М и переносным расходомером РТ-878 показано на рис. 3. Анализ результатов показал:

1) в положении датчиков А-В измерения РТ-878 выполнялись стабильно, без возникновения нештатных ситуаций типа «разрыв синхрокольца», что позволило сделать вывод об отсутствии завоздушивания в зоне измерительного участка,

2) эпюра скоростей потока не сформирована, т. е. наличие прямых участков на этом объекте для обеспечения сформированности эпюры скоростей потока оказалось недостаточным.

„котлован

Результаты экспериментальных исследований пульсирующего характера движущейся в трубопроводах воды проводились на Южной водопроводной станции (ЮВС) ГУЛ «Водоканал СПб». Измерения пульсаций давления проводились манометрами переменного давления, каждый из которых состоит из измерительного преобразователя, пьезоэлектрического датчика ППД 16-36 КР, высокоомного согласующего усилителя, селективного нановольтметра «ишрал». Измерительный канал аттестован во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева на эталоне переменных давлений в частотном диапазоне 1 н-1000 Гц (ГОСТ 8.433-81). Во всех точках измерения (1,2,3,4) (рис. 4) имеются пульсации давления амплитудой 0,441,33 кПа/Гц в частотном диапазоне 1-10 Гц.

Рис. 4.

При измерении расхода на сужающем устройстве уровень пульсаций составляет 10-20 % перепада давления.

Установка дросселей в соединительных линиях приводит к подавлению пульсаций на частоте 80 Гц и частичному подавлению на частоте 10 Гц.

-ю иве], цапш дроюца П.Ш-Г

1 Э 4 I С 7 I • 10 30 50 4В »

. Г(ГЛ ! > 4 , . , , , „ „ х „ я „ „ „

Рис. 5. Рис. 6.

На рис. 5 и 6 представлены графики изменений значений амплитуды и частоты пульсаций давления на водоводах ЮВС.

Для средств измерений наиболее характерными составляющими инструментальной погрешности являются: зона дрейфа нуля, изменение наклона амплитудной характеристики, нелинейность, шум, приведенный к выходу.

Проведены исследования составляющих погрешности ультразвуковых переносных расходомеров-счетчиков фирмы «Микроникс», Англия: «РоПаАо

МК П», и «Акрон 01», Россия. Обработка результатов измерений проводилась в соответствии с ГОСТ 8.207-76 «ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения», а также работой П. В.Новицкого, И.А. Зографа «Оценка погрешностей результатов измерений». Места проведения испытаний: стенд ПНИПКУ «Венчур» и стенд JOS-200 ГУЛ «Водоканал СПб».

Испытания показали хорошие возможности приборов для использования их при выполнении контрольных измерений расхода, объема, скорости и направления движения воды в водоводах диаметром от 20 мм до 2000 мм при скоростях движения воды до 12 м/с с регистрацией суточных расходов в качестве переносной меры в передвижной калибровочной лаборатории.

Автором исследовано средство калибровки (групповая мера), разработанное А. А. Мурлиным, Н. М. Рыжковым, В. М. Симахиным, Н. В. Филиповской (патент на изобретение № 2217704) на основе ультразвукового накладного расходомера-счетчика с основной погрешностью до 0,3% в диапазоне скоростей от 0,1 до 3 м/с, которое обеспечивает возможность длительной эксплуатации средств измерения без нарушения технологического процесса очистки воды, и отработана методика выполнения измерений (MB И) для расходомера-счетчика многоканального типа РСМ, испытания, на утверждение типа которого проводились ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева», сертификат RU.E.29.001 Л №11455.

Выполнен анализ работы узлов измерений и учета воды на Пулковской насосной станции: до модернизации на базе ультразвукового расходомера^ счетчика типа УРСВ-ОЮМ фирмы ЗАО «Взлет», г. Санкт- Петербург, и после модернизации, разработанного по новому проекту на базе ультразвукового расходомера-счетчика типа УРСВ-522.

В диссертации представлены материалы:

- предпроектного исследования объекта и факторов, увеличивающих погрешность результата измерения;

- фрагменты проекта нового узла учета, который был разработан с целью минимизации погрешности результата измерения путем учета выявленных во время предпроектного обследования факторов, искажающих результат измерения.

Для обеспечения согласования параметров водного потока с параметрами выбранного средства измерений было предусмотрено следующее (рис.7): удаление воздуха из измерительного участка трубопровода; обеспечение скорости потока жидкости более 0,3 м/с; обеспечение сформированного потока жидкости; уменьшение возможности образования отложений на стенках трубопровода измерительного участка; обеспечение возможности выполнения осмотра и чистки измерительного участка.

После 10-месячной эксплуатации узла измерений и учета воды анализ полученных результатов показал следующее:

¡■к

- диапазон скоростей до модернизации был 0,1-Ю,5 м/с, рассчитанный при проектировании получен 0,31-^-1,5 м/с, фактический при эксплуатации составил 0,43-1,42 м/с;

- диапазон составляющей инструментальной погрешности до модернизации составлял ± (3,5+1,9) %, после модернизации составил ± (0,7+0,5) %;

- наличие нештатных ситуаций в архивах УРСВ-522 было зафиксировано менее получаса по продолжительности за все время 10-месячной опытной

Рис. 7. Фрагмент сборочного чертежа нового узла учета: аэрационный узел - 1; струевыпрямитель-конфузор — 2; диффузор - 3; измерительный участок (ИУ) - б; прямые участки до и после ИУ - 4, 5; датчик давления - 7; камера для обеспечения возможности выполнения осмотра и чистки измерительного участка - 8.

Таблица 1.

Забор воды из р. Нева

Суммарный объем (тыс. куб. м), рассчитанный Разница о расчетах (%) между сумм, объемами, полученная:

станцией по производнтелыгост в насосов 29791 по приборам без учета НС 28026,0 с учетом НС заявляемым способом 30173 "по насосам" и "по приборам" без учета НС -5,9% "по насосам" и "по приборам с учетом НС" заявляемым способом 1,3%

янв.05

дек. 04 30223,9 28145,9 30223,9 -6,9% 0,0%

ноя.04 29201,5 27011,2 29201,5 -7,5% 0,0%

окг.04 30412,1 30324,1 30412,1 -0,3% 0,0%

сен.04 27380,3 26734,6 27380,3 -2,4% 0,0%

авг.04 24880,4 24821,3 25148,3 -0,2% 1,1%

июл.04 23766 23650,9 23847,8 -0,5% 0,3%

июн.04 26121,9 26016,1 26059,5 -0,4% -0,2%

май. 04 30775 30708,3 30713,4 -0,2% -0,2%

апр.04 31854,7 31329,9 31854,7 -1,6% 0,0%

мар.04 32631,8 32061,7 32061,7 -1,7% -1,7%

фев.04 29835,4 29061,2 29835,4 -2,6% 0,0%

янв.04 34374,4 26854,0 34101,6 -21,9% -0,8%

В табл. 1 представлено экспериментальное исследование определения суммарного объема воды, забранного из реки Нева, с учетом объемов воды во время нештатных ситуаций, возникающих на узлах учета воды, на примере Южной водопроводной станции, на основе способа определения неучтенного объема, ставшего базой для разработки. «Методики расчета фактического водопотребления и водоотведения филиалами ГУЛ «Водоканал Санкт-Петербурга» и у его абонентов».

Разница в результатах учета между объемами воды, полученная по производительности насосов и по приборам без учета объемов во время нештатных ситуаций, составила от минус 0,2 до минус 21,9 % , а с учетом объемов воды за время нештатных ситуаций: от минус 1,7 до плюс 1,3 %, что на порядок меньше.

В четвертой главе изложены особенности разработанных способов измерения расхода и объема воды:

- способа измерения расхода воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, какие имеют место в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах.

- способа измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока,

- способа определения неучтенного объема воды, позволяющего определить неучтенные объемы воды при возникновении нештатных ситуаций, во время которых объемы воды не регистрируются или регистрируются с разрывами.

Проведенные экспериментальные исследования показали возможность коррекции на узлах измерений и учета искажений измерительной информации.

Погрешность результата измерений расхода и объема воды при этом рассчитывалась по формуле:

5 — 2 оси +32е>0П + 32ФЛЗН +32НЕСТАЦ + + 8г НЕСФОРМ + 8* ПК , .

где 5 - погрешность результата измерений, 6т - основная погрешность средства измерений,

5да1- дополнительная погрешность средства измерений, нормируемая в технической документации,

5'^- по1решность определения площади поперечного сечения потока,

' ¿нестлц > джсооы " составляющие погрешности узла учета, ненормируемые в технической документации на прибор и зависящие от условий эксплуатации, ёш - погрешность линии измерительного канала. Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальной задачи создания системы измерений и учета объемов воды, которая в отличие от существовавшей обеспечивает согласование требований к установке средств измерений с условиями измерений и имеет более достоверные результаты измерения для нестационарных двухфазных потоков в условиях эксплуатации,

¿о

а также имеет существенное значение в городских и других отраслях народного хозяйства. Особое внимание уделено исследованию погрешностей измерения расхода и объема воды, поиску способов и средств их уменьшения.

В результате теоретических и экспериментальных исследований в диссертации решен ряд конкретных задач и обоснованы следующие выводы и положения:

1. В результате проведенного анализа погрешностей измерения расхода воды, выявлены и исследованы источники погрешности измерения в условиях реальной эксплуатации, получены отношения сигнал/помеха для различных вариантов создания узлов учета.

Исследовано средство калибровки (групповая мера) с основной погрешностью до 0,3 % в диапазоне скоростей ОД до 3 м/с, которое обеспечивает возможность длительной эксплуатации средств измерения без нарушения сложного технологического процесса очистки воды, отработана МВИ в рамках расходомера-счетчика многоканального РСМ.

Результатом поиска способа построения узла измерения и учета с наименьшими погрешностями измерения явился выбор построения узла измерения и учета с устройством принудительного формирования потока, воздухоотделением и введением системы контроля условий измерения и калибровки по результатам предпроектного обследования.

2. Предложен способ определения параметров водных потоков при действии ряда влияющих величин. Получены аналитические выражения и числовые значения составляющих погрешностей узла учета, предложено уточнение формулы погрешности узла, что позволило определить необходимые его метрологические параметры при действии помех в натурных условиях. Оценена степень завоздушивания ряда водоводов с диаметрами до 1400 мм, которая составила 20 % объема для 10 % водоводов. После принятия мер по разделению фаз объем свободного воздуха снижен до уровня чувствительности ультразвукового расходомера (до 2 %)

3. Разработаны узлы измерения и учета объемов воды с погрешностью до 3 %, адаптированные к конкретным условиям эксплуатации. Для канализационной насосной станции с пульсирующим характером перекачки может быть введен поправочный коэффициент на динамическую погрешность в зависимости от скважности.

4. Исследована степень несформированности потока, отработана методика определения параметров искажения потока, которая учитывает систематическую часть искажения потока в виде гидродинамического коэффициента (коэффициента асимметрии), который, в свою очередь, характерен для каждой точки. Например, неравномерность измеренных скоростей потока в измерительной плоскости для узла учета диаметром условного прохода (Ду) 1400 мм, на Пулковской насосной станции, до модернизации, была установлена до 13,8 %, коэффициент асимметрии с

включением корректировки на число Рейнольдса составил 0,907, а без включения корректировки на число Рейнольдса -0,941.

5. Разработана методика расчета влияния толщины отложений на результат измерения времяимпульсного ультразвукового метода измерения расхода воды, по которой определяется коэффициент коррекции в зависимости от диаметра условного прохода (Ду) и толщины отложений на внутренней поверхности измерительного участка (мм), например, при толщине отложений от 1 до 10 мм для Ду=100 мм находящийся в диапазоне от 0,99 до 0,8, а для Ду=1000 мм в диапазоне от 0,999 до 0,98.

6. Разработан способ определения неучтенных объемов воды, ставший основой «Методики расчета фактического водопотребления и водоотведения филиалами ГУЛ «Водоканал Санкт-Петербурга» и у его абонентов», применяемой в ГУЛ «Водоканал Санкт- Петербурга» и согласованной с его абонентами с весны 2004 года, позволивший на порядок уменьшить погрешность определения фактического объема водопотребления.

7. Проведенные стендовые исследования ряда узлов показали возможность измерения с погрешностью до 2-5 %, что соответствует общеевропейскому уровню.

8. Созданные образцы узлов измерения и учета, а также узлы, прошедшие модернизацию, изготовлены и установлены в ряде производственных точек. На наблюдаемых узлах получены хорошие совпадения с результатами измерений »переносных мер, которые предварительно калибровались по эталонам (или стендам).

9. Новизна предложенных технических решений подтверждена патентами на «Ультразвуковой способ измерения расхода воды в трубопроводах, преимущественно на дюкерных переходах»,

«Способ измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока» и «Способ определения неучтенного объема».

10. Технические разработки внедрены в системе ГУП «Водоканал СПб» и у его абонентов, используются для решения хозяйственных задач, что подтверждается прилагаемыми актами внедрения.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. А. П. Зайцев, Н. Л. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Фшшповская. Определение объемов фактического водопотребления и водоотведения средствами измерений // Водоснабжение и санитарная техника, № 1, часть 1, 2006, с. 33-38.

2. А. А. Мурлин, В. М. Симахин, Н. Л. Романова, Н. В. Фшшповская. «Ультразвуковой способ измерения расхода воды в трубопроводах, преимущественно на дюкерных переходах», патент на изобретение № 1Ш 2290609, опубликовано: 2006.12.27.

3. А. П. Зайцев, Н. Л. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская. «Способ измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего

потока», патент на изобретение № RÜ 2294528, опубликовано: 27.02.2007 Бюл. № 6.

4. А. П. Зайцев, Н. JI. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Филипповская, С. В. Мурашев. «Способ определения неучтенного объема воды», патент на изобретение Jte RU 2362122, заявка № 2007116419/28(017853), дата подачи заявки 02.05.2007.

5. А. П. Зайцев, Н. JI. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская. Состояние и перспективы развития системы учета воды в Водоканале Санкт-Петербурга // Водоснабжение и санитарная техника», № 2,2009, с. 17-21.

6. Н. Л. Романова. Оценка условий измерения по результатам опытной эксплуатации приборов учета // Материалы 26 международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», ноябрь 2007 г., с. 173-187.

7. А. П. Зайцев, Н. Л. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская, Р. А. Пирумов. Метрологическое обеспечение измерений расхода и объема воды в ГУЛ «Водоканале Санкт-Петербурга // Материалы 1 международного конгресса «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЪ. XXI ВЕК. Инженерные методы снижения энергопотребления зданий», 2009, с. 54- 62.

8. А.П. Зайцев, Н.Л, • Романова, В.М. Симахин, Н.В. Филиповская. Опыт организации учета объемов воды в системе водоснабжения ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и его абонентов // Материалы ХЕХ международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», 2004, с. 199-206.

9. А.П. Зайцев, Н.Л. Романова, В.М. Симахин, Н.В. Филиповская. Обеспечение достоверного учета объемов воды в системе водоснабжения ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и его абонентов // Энергосбережение», 2004 № 4, с. 3-5.

10. И. С. Внхрова, А.П. Зайцев, Н.Л. Романова, В.М. Симахин, Н.В. Филиповская. Обработка результатов измерений при определении неучтенных объемов водопотребления и водоотведения // Материалы XX международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей»,

2004, с. 210-214.

11. А.П. Зайцев, Н.Л. Романова, Н.В. Филиповская, РА. Пирумов. Проблемы квартирного учета воды // Материалы симпозиума «Мир измерений и учета»,

2005, с. 125-131.

12. А.П. Зайцев, Н.Л. Романова, В.М. Симахин, Н.В. Филиповская. Оценка погрешности результатов измерения объема воды на узлах учета ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и его абонентов при определении фактического водопотребления в случае возникновения нештатных ситуаций // Материалы XXI международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», 2005, с. 422-429.

13. А.П Зайцев, Н.Л. Романова, В.М. Симахин, Н.В. Филиповская, P.A. Пирумов. Определение объемов фактического водопотребления и

водоотведения при эксплуатации средств измерений // Энергосбережение, 2005 №5, с. 26-29.

14. А.П. Зайцев, Н.Л. Романова, В.М. Симахин, Н.В. Фшшповская. Совершенствование системы учета количества воды в ГУЛ «Водоканал Санкт-Петербурга // Материалы XXVII международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», 2008, с. 311-318.

Подписано в печать 15.03.2010. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. листов 1.0. Тираж 100 экз. Заказ №71

ЦОП типографии Издательства спбгу 199061, С-Петербург, Средний пр., д. 41.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ВОДНОГО ПОТОКА И ВОДОВОДОВ, МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПИТЬЕВОЙ, ТЕХНИЧЕСКОЙ, СТОЧНОЙ ВОДЫ.

1.1. Параметры водного потока и водоводов как объектов измерений.

1.2. Критический анализ принципов построения средств измерений водного потока.

1.3. Анализ задач и параметров систем измерения, учета, баланса воды.

1.4. Метрологическое обеспечение процесса измерения расхода и объема питьевой, технической, сточной воды.

1.5. Выводы.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ, СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ И СПОСОБОВ ПОСТРОЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ОБЪЕМОВ ВОДЫ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Выявление и анализ источников искажения измерительной информации.

2.3. Исследования и оценка искажений измерительной информации в условиях эксплуатации.

2.4. Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОДНЫХ ПОТОКОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА И УЧЕТА ОБЪЕМОВ ВОДЫ.

3.1. Экспериментальные исследования параметров водных потоков.

3.2. Экспериментальные исследования составляющих погрешности рабочих и эталонных средств измерений.

3.3. Выводы.

4. ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ ИЗМЕРЕНИЯ, УЧЕТА ОБЪЕМОВ ВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Особенности способа измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока и результаты экспериментальных испытаний.

4.2. Особенности способа измерения расхода воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах.

4.3. Особенности способа определения неучтенного объема воды.

4.4. Выводы.

Актуальность измерения объемов воды резко возрастает в 90-е годы прошлого столетия в связи со строжайшей экономией природных богатств страны и резким увеличением цены на воду. Эти годы характерны началом массовой установки средств измерений, в основном импортных, резким изменением режимов водопоставки в связи с сокращением производства, отсутствием метрологического обеспечения даже того незначительного количества приборов (сужающие устройства (СУ) и электромагнитный расходомер (ЭМР) «Индукция», проливные стенды завода «Ленводоприбор» ограниченного применения), полученные результаты не давали положительных результатов вследствие незнания реальных параметров измеряемой среды и, практически, непроводимого согласования условий измерения и допустимых условий применения средств измерения; результаты измерения не подтверждались существующим метрологическим обеспечением.

Условия эксплуатации оказывают влияние на измеряемую величину и параметры используемых средств. Среди условий, влияющих на результат измерений, необходимо отметить аэрацию жидкости, пульсацию измеряемого расхода в реальных условиях, зарастание стенок трубопровода и др. Известно немало примеров, каким образом эти условия влияют на результат измерения расхода и количества воды [1, 11,22, 34, 37, 39, 43, 57, 59, 69, 74, 78, 94, 9В].

Для производства воды измерительная информация об объемах и расходах воды должна быть достоверной, а обеспечение достоверности должно достигаться в широком диапазоне диаметров водоводов и скоростей потока воды.

Постановка настоящей работы определяется необходимостью создания основы системы измерений, учета и сведения балансов воды с целесообразной погрешностью при производстве воды, водоотведении и очистке воды, которое, в отличие от существующей системы измерений расходов и объемов воды обеспечит получение результата измерения измеряемой среды — воды, как двух-, трехфазной среды: водовоздушной с включениями твердых фаз при нестационарном характере движения потока на базе новых разработанных узлов измерения и учета на основе сертифицированных, отечественных и импортных приборов и устройств.

Решение этой задачи требует создания соответствующих специализированных средств измерений, разработка которых должна базироваться на обоснованных взаимосогласованных технологических требованиях, что невозможно без всестороннего тщательного анализа погрешностей измерения, обусловленных следующими причинами:

- фоном,

- действующими помехами,

- свойствами применяемых средств измерений.

Исходя из этого, для выработки взаимосогласованных требований к методу и средствам измерений необходимо:

- проведение анализа физической природы формирования сигнала, соответствующему расходу и объему воды,

- исследование составляющих методической погрешности измерения,

- исследование составляющих инструментальной погрешности измерения.

Основной целью работы является разработка требований и принципов построения средств измерений; исследование метода измерений, создание и исследование средств измерений (узлов) расхода и объема воды, и методик выполнения измерений в условиях эксплуатации.

В свою очередь, отдельные задачи могут быть сформулированы следующим образом:

-анализ различных методов измерения расхода и объема воды с целью получения наименее сложных технических и эксплуатационных решений методов и средств измерений, обеспечивающих погрешность измерений в условиях эксплуатации до 1-1,5%,

-анализ источников погрешности, оказывающих влияние на результат измерения, с целью поиска мер и средств по достижению указанной погрешности,

-разработка методики расчета фактического водопотребления и водоотведения, работающей в реальных условиях эксплуатации,

-анализ условий измерений с целью определения степени влияния этих условий на результат измерения расхода и количества воды.,

-экспериментальные исследования средств измерений в реальных условиях эксплуатации.

Достижение этой цели заложит основу системы измерений, учета и сведения балансов воды с целесообразной погрешностью при производстве, водоотведении и очистке воды.

В соответствии с целью работы выбрана структура диссертации: -в первой главе приводится критический анализ средств измерений параметров водных потоков по опубликованным материалам и выбор метода измерений,

-во второй главе выполнены теоретические исследования методов и источников искажения измерительной информации, дана оценка влияющим факторам и способам корректировки результата измерения,

- в третьей главе приведены результаты исследований составляющих погрешности средств измерений и способов, повышающих стабильность эксплуатации узлов измерения и учета,

- в четвертой представлены особенности разработанных способов измерения и учета и результаты их экспериментальных исследований.

Научная новизна заключается в выявлении основных источников погрешностей результата измерений расхода и объема воды в условиях эксплуатации; получении аналитических выражений и числовых значений погрешностей результата измерений, обусловленных спецификой технологического процесса; в разработке новых способов измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации на основе совершенствования и модернизации известных из литературных источников способов измерений в разработке принципа снижения погрешностей результата измерения и ее коррекции; в обосновании взаимосогласованных характеристик средств измерений для работы в условиях эксплуатации.

Практическая значимость работы заключается в разработке методов, позволяющих уменьшить случайные и систематические погрешности существующих и вновь разработанных средств измерений, в разработке и исследовании методик измерения, позволяющих повысить достоверность измерений в условиях эксплуатации. Разработанные средства измерения обладают значительно лучшей коррекцией результата измерения. Проведенные исследования по разработке методик измерения позволили приступить к разработке документации и проведению модернизации системы измерения и учета расходов и объемов воды.

Автором проведено теоретическое исследование методических помех и экспериментальное исследование инструментальных погрешностей. Разработан способ измерения расхода воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах. Разработан способ измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока. Разработан способ определения неучтенного объема. Разработана методика определения фактического водопотребления и водоотведения. Разработана методика определения влияния величины отложений на внутренней поверхности трубопровода на результат измерения ультразвуковых расходомеров-счетчиков.

Полученные результаты внедрены при разработке системы измерений и учета объема воды в системах водоснабжения и водоотведения ГУП «Водоканал СПб» и у его абонентов в соответствии с актами внедрения. Основные положения диссертации обсуждались на:

- 19-21 и 24, 26, 21 международных научно-практических конференциях «Коммерческий учет энергоносителей», 2004, 2005, 2006, 2007, 2008;

- симпозиумах «Мир измерений и учета», 2004, 2005 ,

- 1 международном конгрессе «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ. XXI ВЕК. Инженерные методы снижения энергопотребления зданий», 2009.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты анализа погрешностей измерения расхода и объема воды и его особенности применительно к условиям эксплуатации ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», которые позволили выбрать методы измерения и способ построения системы учета с наименьшими погрешностями измерения.

2. Способы измерения расхода и объема

- воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах,

- многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока.

3. Метод коррекции результатов измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации.

4. Способ определения неучтенного объема воды.

5. Новые схемные и конструктивные решения, позволившие создать систему учета питьевой и сточной воды с оптимальными параметрами, с наименьшими погрешностями в условиях эксплуатации, с существенным экономическим эффектом.

6. Результаты экспериментальных исследований, разработанных узлов измерения и учета объемов воды, адаптированных к конкретным условиям эксплуатации.

Публикация. Материалы диссертационной работы опубликованы в 14 печатных трудах, из них 3 патента и 2 работы в рецензируемом ВАК ведущем научном журнале: «Водоснабжение и санитарная техника».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

Выводы:

1. Разработанный новый способ позволяет измерять расход и объем многофазной жидкости, например, сточной воды, в условиях пульсирующего потока, преимущественно канализационной насосной станции.

2. Разработанный способ целесообразно использовать для измерения расхода воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах, с малой скоростью потока, например, менее 0,3 м/с.

3. Разработанный новый способ позволяет определять неучтенный во время возникновения нештатных ситуаций объем воды в системах водопотребления и водоотведения за счет введения системы контроля условий измерения, например, завоздушивание потока, отключение электропитания, выход за метрологический диапазон и т. д., у исправных поверенных средств измерений.

Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальной задачи создания системы измерений и учета объемов воды, которая в отличие от существовавшей обеспечивает согласование требований к установке средств измерений с условиями измерений и имеет достоверные результаты измерения для нестационарных двухфазных потоков в условиях эксплуатации, и имеет существенное значение в городских и других отраслях народного хозяйства. Особое внимание уделено исследованию погрешностей измерения расхода и объема воды, поиску способов и средств их уменьшения.

В результате теоретических и экспериментальных исследований в диссертации решен ряд конкретных задач и обоснованы следующие выводы и положения:

1. В результате проведенного анализа погрешностей измерения расхода воды, выявлены и исследованы источники погрешности измерения и учета объема и расхода в условиях реальной (конкретной) эксплуатации, получены отношения сигнал/помеха для различных вариантов создания узлов учета.

Исследовано средство калибровки (групповая мера) с основной погрешностью до 0,3% в диапазоне скоростей 0,1 до 3 м/с, которое обеспечивает возможность длительной эксплуатации средств измерения без нарушения сложного технологического процесса очистки воды, отработана МВИ в рамках расходомера-счетчика многоканального РСМ.

Результатом поиска способа построения узла измерения и учета с наименьшими погрешностями измерения явился выбор построения узла измерения и учета с устройством принудительного формирования потока, воздухоотделением и введением системы контроля условий измерения и калибровки по результатам предпроектного обследования.

2. Предложен способ определения параметров водных потоков при действии ряда влияющих величин. Получены аналитические выражения и числовые значения составляющих погрешностей узла учета, предложено уточнение формулы погрешности узла, что позволило определить необходимые его метрологические параметры при действии помех в натурных условиях. Измерена степень завоздушивания ряда водоводов диаметрами до 1400 мм, которая составила 20% объема для 10% водоводов. После принятия мер по разделению фаз объем свободного воздуха снижен до уровня чувствительности ультразвукового расходомера (до 2%)

3. Разработаны узлы измерения и учета объемов воды с погрешностью до 3 %, адаптированные к конкретным условиям эксплуатации. Для КНС с пульсирующим характером перекачки может быть введен поправочный коэффициент на динамическую погрешностью в зависимости от скважности.

4. Исследована степень несформированности потока, разработана методика определения искажения потока, которая учитывает систематическую часть искажения потока в виде гидродинамического коэффициента (коэффициента ассиметрии), который в свою очередь характерен для каждой точки, например, неравномерность измеренных скоростей потока в измерительной плоскости для узла учета, Ду 1400 мм, на Пулковской насосной станции, до модернизации, была установлена до 13,8 %, коэффициент ассиметрии с включением корректировки на число Рейнольдса составил 0,907, а без включения корректировки на число Рейнольдса - 0,941.

5. Разработана методика расчета влияния отложений на результат измерения времяимпульсного ультразвукового метода измерения расхода воды, по которой определяется коэффициент коррекции в зависимости от диаметра условного прохода (Ду) и величины отложений на внутренней поверхности измерительного участка (мм), например, при величине отложений от 1 до 10 мм для Ду=100 мм находящийся в диапазоне от 0,99 до 0,8, а для Ду=1000 мм в диапазоне от 0,999 до 0,98.

6. Разработан способ определения неучтенных объемов воды, ставший основой «Методики расчета фактического водопотребления и водоотведения филиалами ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и у его абонентов», применяемой в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» и согласованной с его абонентами с весны 2004 года, позволивший уменьшить погрешность определения фактического объема водопотребления, например, Южной водопроводной станции с ±21,9 % до ±1,7%.

7. Проведенные стендовые исследования ряда узлов показали возможность измерения с погрешностью до 2-5 %, что соответствует общеевропейскому уровню.

8. Созданные образцы узлов измерения и учета, а также узлы, прошедшие модернизацию, изготовлены и установлены в ряде производственных точек. На наблюдаемых узлах получены хорошие совпадения с результатами измерений переносных мер, которые предварительно калибровались по эталонам (или стендам).

9. Новизна предложенных технических решений подтверждена патентами на «Ультразвуковой способ измерения расхода воды в трубопроводах, преимущественно на дюкерных переходах»,

Способ измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока» и «Способ определения неучтенного объема».

10. Технические разработки внедрены в системе ГУП «Водоканал СПб» и у его абонентов, используются для решения хозяйственных задач, что подтверждается прилагаемыми актами внедрения.

1. РМГ 29-99 Рекомендация по межгосударственой стандартизации «ГСИ. Метрология. Термины и определения».-М.: Изд. Стандартов.-2000. -С. 45.

2. Современные рабочие эталоны единицы расхода жидкости и газа. Обзорная информация. Серия: Образцовые и высокоточные методы измерений // М.: ВНИИКИ, 1978, С. 155.

3. Lemme Н. Durchflußsensoren: Aufbau, Leistungsfähigkeit, Einsatzgebiete. // «Electronik». -1990. 1. №1/5. С. 63-69 (нем).

4. С. С. Иванов, В. И. Лачков. Квазивихревой преобразхователь расхода с оприческим сенсором. //КУЭ, материалы 13 междунар. научно-практ. конференции, СПб, апрель 2001 г.

5. С. Б. Кавригин Система ППД: современные методы и средства измерения расхода // Материалы 24 международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей». СПб.: Политехника,декабрь 2006 г., СПб, стр. 86-88.

6. ГОСТ Р 50193.1-92 (ИСО 4064/1-83) Измерение расхода воды в закрытых каналах. Счетчики холодной питьевой воды. Технические требования. -М.: Изд. Стандартов. — 1992. -10 с.

7. Furness R. А. Developments in pipeline instrumenteition. // "Meas. And Contr. " 1987. 20. №1. - C. 7-17 (англ).

8. И. Д. Вельт, Ю. В. Михайлова. Метод имитационного моделирования электромагнитных расходомеров и теплосчетчиков.// КУЭ, материалы X междунар. научно-практ. конференции, СПб, ноябрь 1999 г.

9. Вирбалис Ю. А., Катутис Р., Шимелюнас Р. Определение появления магнитных примесей в процессе работы электромагнитного расходомера. .//КУЭ, материалы XXI междунар. научно-практ. конференции, СПб, май, 2005 г.

10. Казадаев Е. В., Каржавин Ю. Ю. Измерения расхода с помощью ультразвука// Законодательная и прикладная метрология. -№3. 2004. -С.48-50.

11. Д. Л. Анисимов. Учет сточных вод: общие сведения о методах и приборах. Материалы 26 конференции Коммерческий учет энергоносителей, ноябрь 2007. -СПб.:Политехника. -2007.- С. 236.

12. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ. «Машиностроение», 1989, с. 348. // Справочник. Изд. 5. Санкт-Петербург, «Политехника», 2002, Книга первая, с.с. 378-380, п. 9.

13. А. П. Зайцев, М. А. Мордясов, А. В. Озеров, М. Н. Шафрановский. Опыт организации учета сточных вод// ж-л «Энергосбережение», № 2, 2006 г.

14. Balalayev, Simakhin. Metrological problems of flow rate measurements in pulsed currents. / International Conference on Flow Measurement, Flomeko,1993.

15. M. H. Шафрановский, А. В. Озеров. Методы и средства учета в системах канализации. // КУЭ, материалы 13 междунар. научно-практ. конференции, СПб, апрель 2001 г.

16. МИ 2220-96 Рекомендация. ГСИ. Расход сточной жидкости в безнапорных трубопроводах. Методика выполнения измерений.// М. 1996. -45 с.

17. МИ 2406-97 Рекомендация. ГСИ. Расход жидкости в безнапорных каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков.// М. 1997. - 51 с

18. Вязьмин Ю. А., Зайцев А. П., Мартюгин В. А., Пирумов Р. А. Опыт измерения параметров безнапорных потоков в системе водоотведения // КУЭ, материалы научно-практической конференции, апрель 2004 г.

19. М. Н. Шафрановский, А. В. Озеров. Измерение расхода и учет сточных вод // ж-л «Водоснабжение и санитарная техника», -№ 4, 1999 г. с.28-29.

20. МИ 13-92 Рекомендация. ГСИ. Расход воды в каналах. Методика выполнения измерений по средней скорости в одной точке гидрометрического створа.// М. 1996. - 45 с.

21. В. В. Домогацкий. Влияние нерастворенных газов на плотность и сжимаемость рабочих жидкостей при градуировке расходомеров и счетчиков количества, ж. Измерительная техника, №10, 1995. -с. 30-33.

22. Thompson Е. J. Mid-radius ultrasonic flow measurement // FLOMEKO.-1978.-P. 153-161.

23. Waller J. V. Guidelines for applying Doppler acoustic flowmeter // Instr. Technol. -1980. Vol. 27. - N 10. - P. 55-57.

24. Dubail A., Favennec J. M. Debitmetre on conduite fermee par la mesure du temps de transit du fluide // Bull. Inform. Bureau National de Metrologie. 1982. -N48.-P. 35-47.

25. Keech R. P., Coulthard J. Advances in cross-correlation flow measurement and its application // FLOMEKO.- 1985. P. 195.

26. Мясников В. И., Лобачев П. В., Лойцкер О. Д. Совершенствование систем измерения расхода воды // Водоснабжение и санитарная техника. -1996. №3.-С. 2-3.

27. Брюханов В. А. Мифы, парадоксы и курьезы отечественной законодательной метрологии. // Законодательная и прикладная метрология. -№2. 2000.-С. 41-17.

28. Бесфамильная Л. В. и др. Экономика стандартизации метрологии и качества продукции. -М.: Изд-во стандартов. 1988. 65 с.

29. Селиванов М. Н., Фридман А. Э., Кудряшова Ж. Ф. Качество измерений. Метрологическая справочная книга. Л.: Лениздат. 1987. -295 с.

30. Сафин А. Г., Шмигора В. Н., Федоров В. А. Имитационный метод поверки корреляционных ультразвуковых преобразователей расхода типа ДРК», ж. Приборы и системы управления, №12,1990 г.

31. Вавилов О. С., Перфильева JI. Д., Реунова О. П., Вельт И. Д. Имитационный метод средства поваерки электромагнитных расходомеров, ж. Приборы и системы управления, №12,1990 г.

32. Сафин А. Г. Имитационные методы градуировки ультразвуковых расходомеров жидкости, ж. Метрология, №3, 1986 г.

33. Kinghorm F.C. Challenging areas in flow measurement //"Meas. And Contr." -1988,-21, №8. C. 229-235.

34. МИ 107-94 Рекомендация. ГСИ. Методика выполнения измерений расхода воды в каналах методом «скорость-площадь» с интерполяцией измеренных скоростей на промерные вертикали.// М. 1996. - 45 с.\

35. МВИ ФР 1.29.2003.00894.Расход жидкости в гидротехнических водоводах. Методика выполнения измерений расхода при независимых измерениях максимальной скорости течения и глубины жидкости.

36. King N. N. . Multi-phase flow measurement at NEL.// "Meas. And Contr." -1988,-21, №8. C. 237-239.

37. Анисимов Д. Jl. Что такое теплосчетчик? // КУЭ, материалы 13-й конференции, апрель 2001 г.

38. П. П. Кремлевский. Измерение расхода многофазных потоков. — Л.: Машиностроение, Ленингр. Отделение, 1982. -214 с.

39. П. В. Новицкий. Погрешности теплосчетчиков и требования к поверке их блоков. Внедрение коммерческого учета энергоносителей // КУЭ, материалы конференции, апрель 1996 г.

40. Н. В. Графова, А. Г. Лупей. О проблеме водных небалансов на источниках теплоты и способе ее преодоления // КУЭ, материалы конференции, апрель 1998 г. СПб.: «Политехника», -1998.

41. А. П. Зайцев, А. А. Мурлин, В. М. Симахин. Система измерений и учета объемов воды // КУЭ, материалы конференции, апрель 1999 г. СПб.: «Политехника», -1999.

42. А. А. Мурлин, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская. Некоторые проблемы системы учета объемов воды // ж-л «Водоснабжение и измерительная техника», -№ 9 , 2002 г.

43. МВИ ФР 1.31.2005.01607. Методика выполнения измерений объемного расхода сточных вод посредством определения средней скорости и площади сечения потока.

44. В. П. Каргапольцев. Проливная установка для поверки счетчиков жидкости // ж-л «Водоснабжение и санитарная техника», -№ 2, ч. 1, 2005 г. -с. 11-13.

45. A.A. Мурлин, Н. М. Рыжков, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская. Патент на изобретение № 2217704.Опубликовано: 27.11.2003.

46. МИ 1823-87. Методические указания. ГСИ. Вместимость стальных вертикальных цилиндрических резервуаров. Методика выполнения измерений геометрическим и объемным методами.

47. Руководство по выражению неопределенности измерения. Международная организация по стандартизации, 1993. Перевод и публикация ГПВНИИМ им. Д. И. Менделеева, СПб, 1999.

48. В. Д. Дмитриев, И. Н. Дариенко, Н. Н Лапшев, и др. Качество воды источников водоснабжения. // Водоснабжение Санкт-Петербурга. Изд-во «Новый журнал», 2003.

49. М. Ю. Юдин, П. П. Махнев, и др. Эксплуатация водопроводных сетей. Манометрические обследования и измерения расходов на сети. // Водоснабжение Санкт-Петербурга. Изд-во «Новый журнал», 2003.

50. Ф. В. Кармазинов, Ю. А. Феофанов, М. Ю. Юдин, и др. Транспортирование и распределение воды в Санкт-Петербурге. // Водоснабжение Санкт-Петербурга. Изд-во «Новый журнал», 2003.

51. М. Ю. Юдин, П. П. Махнев, и др. Эксплуатация водопроводных сетей. Краткая характеристика водопроводных сетей. // Водоснабжение Санкт-Петербурга. Изд-во «Новый журнал», 2003.

52. М. Ю. Юдин, А. М. Курганов, И. М. Алексеев, и др. Опыт моделирования системы подачи и распределения воды Санкт-Петербурга. // Водоснабжение Санкт-Петербурга. Изд-во «Новый журнал», 2003.

53. В. С. Дикаревский, П. П. Якубчик и др. Гидравлический расчет и устройство водопроводов из железобетонных труб. // Киев:Буд1вельник,1984.

54. В. С. Дикаревский. Железобетонные трубы улучшенного качества, применяемые для напорных водоводов в Санкт-Петербурге.// Водоснабжение Санкт-Петербурга. Изд-во «Новый журнал», 2003.

55. Н. И. Ватин, Д. Е. Куклин, С. В. Хазанов. Влияние отложений на показания ультразвуковых расходомеров. Коммерческий учет энергоносителей. СПб.: Политехника, ноябрь, 1999.

56. Т.М. Башта. Машиностроительная гидравлика: Справ.пособие. М.: Машгиз, 1963.-С. 76-80.

57. Н. А. Дробышева, А. Н. Никифоров, А. В. Федоров, Ш. Н. Хуснутдинов. Измерение нестационарных расходов с помощью сужающих устройств: Обзорная информация / М. 1984. (Сер.: Метрологическое обеспечение измерений. Вып. 3 /ВНИИКИ/

58. А. П. Зайцев, Н. Л. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская. Обеспечение достоверного учета объемов воды//М., ж-л «Энергосбережение», №4, 2004 С. 13-15.

59. А. П. Зайцев, Р. А. Пирумов, Н. Л. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская. Определение объемов фактического водопотребления и водоотведения при эксплуатации средств измерения//М., ж-л «Энергосбережение», №5, 2005 С. 26-29.

60. А. П. Зайцев, Н. Л. Романова, В. М. Симахин, Н. В. Филиповская. Определение объемов фактического водопотребления и водоотведения средствами измерения //М., ж-л «Водоснабжение и санитарная техника», №1, 2006-С. 33-38.

61. Г. С. Абрамов, А. В. Барычев, М. И. Зимин. Практическая расходометрия в промышленности. // М., ОАО «ВНИИОЭГ», 2000, С. 10.

62. Измерения в промышленности. Справ. Изд. В 3-х кн. Кн. 1. Теоретические основы. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1990.-492 с.

63. П. П. Кремлевский. Влияние числа Рейнольдса и профиля скоростей на измерение расхода жидких и газообразных веществ.// Материалы 4 семинара Внедрение коммерческого учета энергоносителей.23-24 апреля 1996. -СПб.: Политехника.-С.113-120.

64. В. И. Филатов. Анализ ультразвукового метода измерения расхода веществ. //Материалы 10 конференции Коммерческий учет энергоносителей 23-25 ноября 1999. -СПб.'Политехника. 1999.- С. 95-101.

65. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: Справ.пособие. М.: Машгиз, 1963.-С. 76-80.

66. Рокшевский В.А. и др. Снижение содержания воздуха и воды в рабочих жидкостях гидравлических систем. -М.: НИИМаш, 1981. -С.6,7.

67. П. В.Новицкий, И.А. Зограф. Оценка погрешностей результатов измерений. Л. :Энергоатомиздат, Ленингр. Отделение, 1985. -248 с.

68. А. В.Федоров, Г. И. Якушева. Динамические характеристики элементов канала измерения перепада давления сужающих устройств. // Измерительная техника. 1988. № 10. - С. 28-30.

69. А. Д. Гиргидов. Механика жидкости и газа (гидравлика). СПб.: издательство СПБГПУ, 202. - 545 с.

70. Morimune Т/. Hirayama N/ The measurement Errjrof Pulsating Flow by Means of Pressure Difference Device. // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1980 - v. В 46, №441,-p. 2232-2236.

71. H. И. Бражников. Ультразвуковые методы. Физические и физикохимические методы контроля состава и свойств вещества. //M.-JT, издательство «Энергия2, 1965, с. 40-45.

72. В. А.Балалаев, В. А. Слаев, А. И. Синяков. Потенциальная точность измерений. С.-Пб.:АНО НПО «Профессионал», 2005, -С.75-78.

73. Технический справочник по обработке воды: в 2 т. Т. 1: пер. с фр. СПб.: Новый журнал, 2007.

74. Артемьев Б. Г., Голубев С. М. Справочное пособие для работников метрологических служб: в 2-х кН./ Предисл. Канд. Техн. Наук И. X. Сологяна.- изд., - М.: Изд-во стандартов, 1990.

75. В. С. Дикаревский. О влиянии нерастворенного воздуха на расход воды и потери энергии в напорных водоводах, сб. трудов ЛИИЖТа, вып. 185, Л.: 1962, 106-122, 107-123.

76. Downing P. М., Mottram R. С. The effect of flow pulsations on orifice plate flowmeters.// Fluid Flow Meas. Mid. -1970 s Proc. Conf. 1945. Edinburgh 1977. -p. 25-52.

77. H. M. Хусаинов, А. А. Личко, В. H. Королев и др. Измерение расхода в нестандартных условиях. // Обзорная информ Сер.: Образцовые и высокоточные методы измерений. -М.: ВНИИКИ. -1980.- 44 с.

78. Э. С. Островский. Влияние локального ускорения на погрешность измерения пульсирующего расхода с помощью сужающих устройств. // в кн.: Расчет и конструирование расходомеров. Л.: Машиностроение, 1987. - с. 28-30.

79. Р. Р. Чугаев. Гидравлика: Учебник. Л.: Энергоиздат. Ленингр. Отд-ние, 1982.- 672 с.

80. Ф. А. Шевелев. Исследование основных гидравлических закономерностей турбулентного движения в трубах. М.: Госстройиздат, 1953.

81. М. Д. Миллионщиков. Турбулентное течение в пограничном слое и в трубах. М.: Физматгиз, 1969.

82. Л. А. Тепакс. Равномерное турбулентное движение в трубах и каналах. Таллинн, «Валгус», 1975.

83. П. В. Лобачев, В. И. Мясников. Влияние шероховатости подводящих трубопроводов на показания ультразвуковых расходомеров // Измерительная техника. 1980, № 12. - с. 53-54.

84. Е. Г. Абаринов, В. Л. Крушев, А. В. Михневич. О влиянии газовой фазы водяного теплоснабжения на изменение выходной скорости теплоносителя в закрытых системах. .// КУЭ, материалы IX междунар. научно-практ. конференции, СПб, 1999 г.

85. Л. Г. Лойцянский. Механика жидкости и газа. // М.:Наука,1987. -659 с.

86. Г. И. Биргер. Некоторые вопросы градуировки ультразвуковых расходомеров // Измерительная техника. -1961, № 4. -С. 53-55.

87. Б. П. Маштаков. Исследование стохастических характеристик потока при его взаимодействии с телом обтекания вихревого расходомера. // Сб трудов НИИтеплоприбор, М.,1987.

88. И. Никурадзе. Закономерности турбулентного движения в гладких трубах // Проблемы турбулентности М., 1936, с. 98-99.

89. И. Е. Идельчик. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992. — 65 с.

90. Н. В. Голышев, Б. М. Рогачевский, И. Н. Завалишин. Оценка влияния измерений профиля скорости, температуры воды и шероховатость труб на погрешность ультразвуковых расходомеров. // Законодательная и прикладная метрология.- 1997, №1.- с. 35-39.

91. Н. Л. Романова. Оценка условий измерения по результатам опытной эксплуатации приборов учета // материалы 26 международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», ноябрь 2007 года, с. 173-187.

92. Микрокомпьютерный расходомер-скоростемер, паспорт МКРС ЮАКС № 407262.001 ПС.

93. Г. С. Рыбин, В. И. Тимофеев, В. Н. Ефимцев, Г. С. Клейн, А. И. Затыльников. Ультразвуковой способ измерения скорости потока и устройство для его осуществления. Бюл. № 14, 8и 1224586 А, кл. О 01 Б 1/66, 15.04.86.

94. И. М. Герасимов, С. Л. Комиссаров, В. М. Поляев, Д.Ю. Юдин. Ультразвуковой расходомер для измерения малых расходов жидкости. 811 918790, кл. в 01 Б 1/66, Бюл. № 13, 07.04.82.

95. О. Н. Устьянцева. Неучитываемые погрешности измерения расхода воды // материалы 27 международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», май 2008 года, с. 240.

96. Р. Фейман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Феймановские лекции по физике. // Изд-во «Мир», М.:1967. с. 232-271.

97. Тюрин Н. И. Введение в метрологию. Издательство стандартов, Москва, 1973.

98. Форма первичной учетной документации по использованию воды» ПОД-12, утвержденная Минводхозом СССР 30.11.82 г. №6/6-04-458.

99. Абрамов Г. С. и др. Практическая расходометрия в промышленности. М., ОАО «ВНИИОЭНГ», 2000, с.с. 407-408, с. 388-390.

100. B.C. Дикаревский. Водоводы. Монография. Труды. РААСН. Строительные науки. Том 3. -М.: РААСН, 1997.