автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Струйные расходомеры для жидких и газообразных технологических сред

РГ6 од

1 5 НОЯ ШЗ

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. АБУ РАИХАНА БЕРУНИ

На правах рукописи

АДЫЛОВ ФАРУХ ТУЛКУНОВИЧ

СТРУЙНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ ДЛЯ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД

Специальность: 05.11.13 — «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент 1993

Работа выполнена на кафедре «Автоматизация технологических процессов н производств» Ташкентского Государственного Технического Университета и в НПП «Ешлик».

Научный руководитель — Заслуженный деятель науки Республики Узбекистан доктор технических наук, профессор ЮСУПБЕКОВ Н. Р.

Официальные оппоненты — Заслуженный изобретатель

Республики Узбекистан доктор технических наук, профессор ИСМАТУЛЛАЕВ П. Р. — кандидат технических наук, доцент ЗАКИРОВ Т. 3.

Ведущее предприятие — УзНПО «ХИМАВТОМАТИКА»

Защита диссертации состоится «21» кси^Ъ-Аг 1993 г.

в _ час. на заседании специализированного совета

Д.067.07.22 в Ташкентском Государственном Техническом Университете имени Беруни по адресу: 700095, Ташкент, ГСП. ВУЗгородок, ул. Университетская, 2, гл. корпус, ком. 602.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ТашПУ.

Автореферат разослан «¿¿ъ сГ£>^,199Я г.

Ученый секретарь специализированного совета Д.067.07.22 в ТашГТУ доктор технических наук

МАННАПОВ Н. Н.

OfiÜlAíl ХЛ1 'AKTWW Ti'KA PAFSO'IW

Л! n ;yj;K:i; ч 11 j < -т ь_ re v.i .i. Пород тродогм хозяаспюк Республики Уябо-

кис 1чш ero иг otbotc'i ПСЖ1ЯЯ нробломп с.ОЗД-ШИЯ окоиокичоски rii'íok-тивпых технологий » тюм.га.лошю.м производство, ирригации и корпорации.

СоЩХЖРНИЯИ ПрОМЬЧПЛОШЮСГГЬ ПРОИЗВОДИ Г И UOTJ.'OCVmOT J» бо-лыпом

количестве еб'яириум номенклатуру жидкостей и газов, облздгнащих самыми разнообразными свойствами.

Одним из »ciwimux парамотроп, ха|кжториоук>вд< ход 1гх'но.таги-чоских itpomceor», а » ряде лпуч.аав и качоопю сырья, промежуточных И КОНОЧНЫХ продуктом, ПВЛППТСЯ раСХОД ЖИДКИХ И 1ЛЗООбряЗНЫХ '"ррд.

Ноирием измерения мгшиюшюгп суммарного рчеходп и количосгоп

ЖИДКИХ И [ азпобраЗНЫХ Ор'.1Д с. ВЫС'ЖаП ТОЧНОСТЬЮ ПрИОбрОТаЮТ BCO

бо.льчуи актуальность п о лото |io:¡¡eji«fi задчч шпомлгкзгшии лроиз-иодствонпнк процоссп», коммерческого у«о гл продултоз. -рача.'орти-р.уоккх по Тр.уС)0!|р01ЮД-)М, 3 ТЧГОКО позрэстпиия ОбтеМО ЯЧУ'ШЫХ илаяо-довянип в области динамики жидкостей и газов. Поэтому иес.к>допа-нио и р.-юрлботко приборов. тгреднпзнячонпих длл нопрсрывлего автомата чеокого контроля расхода и количеств*» ячиьемх сред n ij|k>kw:»j>c»i~ пых ус.тгмniífK. относится к числу iK»i!Hoñm:ix направления приборостроения. ТЧяйонио щкЛлом онпрп»- и ¡юсурсосборожрция тпюк» т| ¿»Дучг Гдаздапин е|х-дотв автоматяческ^ о измоцжия с полью организации учота количества различных печиоот» и продуктов.

nplWVIHrvi-n Tj )|'.ЧТ[Т.(;;ЦОО иро^я Iipt«d0|4il и устройства контроля за рпскодоя жидких сред но и полной r.'cjxi отвечают ряду возросших трсбонянич ;с сбору и обработке измерительной ипфо|«пнки о ходе протекания различных технологических процессов.

При измерениях расходов в малом диапазоне продгявляктгея более высокие и жесткие требования к мог оологическим хлрлктг -рисо и-клм. При измерении средних расходов почти отсутстпуют прибор!.', пм-рябатыватеют гаходпью сигналы (цифрою^ .цифровой код), необходим' для сопряжения о РВМ. Поптому разработка таких средств и си*:г,м из;воронил, основанных на современных методах, является актуальной задачей.

Опыт зарубежного приборостроения свидетельствует о nopenoje-ткшюсти ирижаяония для кшггроля расхода ¡кидких и газообразных ерхчд в иромыш.лонных условиях приборов, основанпь'х на струйном ко-

- ? -

•ГОЛ."! lUWefOHKH. lio ср-НИПЧИЧ] С рЛ0Х()Д0М0|)?1МИ Jipyi их чипов они по•-ЮНЦИаЛЫЮ OllWorillM (Ч'ЗеСПОЧМЬ 6o.iPo ЦЫО.ПККО -ИЧООКШ и

зксплуачационные харакчо] «истин и.

Кроке того, и -KV'jKVi ичосчоу, аспекте матриа.лы о ixvioo] глиной и Зарубежной ПОрИОДИКИ В Обл:'1С i И СЧруЙНЫХ раСХОДОМ. IpOB НОСЯТ порой пр^гино^чивьт и разрозненный xapwcrop. Поачог.гу целесообразно СПГГГЛПЛОШЮ К.ЧаОС''ф"/иса!.1ИИ усфОЙОТВ, р.-К<ДО.80ЧПЫХ ПО фИ:*И"ОСКИМ оф-

(¡■октам, принципу действуя и остальным оч'личитсльным признакам, базирующимся HT í-ШТПрСККХ СПИДе ГОЛЬСТВ И ПаЧЧИП'ОВ зарубежных фИ| ),'.).

УчИГЫОаН, 4JO ДО ПаСЧОЯ1ЦОГО Нр-ЛМОИИ струйные рЗСХОДОЧОрЫ ма-• .лого И СрОД'КП'О ДИЛГПЗОГЮП 1К1»П}С1>МЯ до скк пор у пас серийно но «wiivcKJWírcn, ч теоретическая fi.-u'¡i.':t'jofici и обоснование струйных генераторов и датчике» расхода практически отсутствует, задача nj>о-педпиия научных тю&лодопгпшй и дапне." области сл -.шовится п разряд иерпоичпредяих.

Направление работи птцюдсмпно планами НИР НИИ "Тшлик", сводными нлачячи ЧИОК.Р ТашГТ.У и платки инедрзния попой ч'охпики ММиВХ Т'Уз (fví Государственной регистрации: 018П.1Ш1Ш5, 0J8l).UU76№S, шта.пгг/пйчз, ouri.U[)7?;;:;n).

заключается в теоретическом и оксппримоитяш-ноя исследовании струпного метода и создании ряда ]«ic0k03!<|о!п шных устройогп для автоматического изме^ния расхода и .уровня жидких Cj.ii-.il в upar/,:,тленных условиях.

Дли д.печ №41ия поставленной цели потребовалось jx^mirrb следующие запачи:

--разработать классификацию га;м гидродинамических генераторе»;

-па основе инженерных котодо» прогнозиренапия выявить перспективный объект разработчик и построит), параметрическую модель ого пот'юбиче.и-ских c»i'äicif>;

-1/(10л,|)0!;!:;ть обниФеннуго ?! лассификаци'о расходомеров по признаку основополагающего принципа их построения;

- разработка гь математическую модель. описывающую фиаичоскио процессы и явления, происходящие в проточной части ИЗМОрИЧ'ОЛЫШХ устройств;

-ИСС.ЙДОНУТЬ 1ШШИО фИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ ПараМОТрО» измеряемой среды на выходной сигнал измерительного .устройства;

-выявить конкретный вил зависимости физико-химичоских и гоо-коч-р/ческих парамечро» измерительного процесса с целыо оптимизации

основных конструктивных 1П]лмггфог, пзмершельлых ус ч ройсч'в;

-ИОСЛОДОПЛГЬ '.»¡ОКТОрНиО аЛСМеП'Ш К НУ ЭТОЙ «.Ч'.НОНС4 рЯЗраб'ГГЛТЬ .уСТрОйСПТО. РбЛЯДЛтИО НКСиКОЙ ЧУ1«Г| »ИТОЛЫЮСТЫП II И.СЮрЯГМПЧ.У параметру я 1Ю1»оиноя добротностш:

-внедрить прибор»; и информадюнио-изксритслы.'ыо скотомы пп преди] ■питиях по] орабач ынаюкдох оч раслег: агрспрокмплешюго комплекса .

,''СЧ'0ДИ1са_ ИСХ:ЛеДОВаМИЯ. При Р011К5Ш4И ПО^ЧИСЛОННЫХ ЗПДОЧ КС-

тльзопчдись отдельные» тголстнгоч тоории пограничного слоя. гидрп -динамики сч-рутюа техники, метода инженерного прогнозирования и математического моделирования.

Экспериментальные исследования осуществлялись нл физических МОДП.ЛЯХ К И.уЧ'ОМ МАШИННОГО МОДОЛИрОШПИН на ЭШ.

новизна тюл.УЧПШ1Ь:>; [¡еяультлто» состоит я слодухтви:

- ИГОДЮ^ОНЛ КЛЯСГИфИКШШ ТТКЮПУЦВДДИНЯУЛГгоСКИХ Г0Н0рЛТ0р0В и струйных р'1схо;тг'|\":!р.\/Б>в основу коч'орой полошены ооповпмп принципы их построения:

- мотолачи рлн:кироиания, балльных оценок и рлсс гановки приоритетов определено наиболее перспективное направление развития потенциальных позкожностея струпных гоиср:-)то|юм;

- КСТОДЛМИ Параметрически! о щюпюоиротния лолучонп рюсчот-но-парл?ятгри"еская модель обт-октл исследования, основанная на учете изменения ого потребительских свойств на перспективу;

- о учетом особенностей конструктивного исполнения устройств получены их маго.мач'ичоокио модели, опиенваюдие физические явло-ния.умеьвдие моего в зоне активного взаимодействия струя;

- предложен о.-№екткшша способ повышения чувствительности измерительного процесса, при реализации которого использован;.: о:пек~

ТОрнЫО »,5ГМОИ'1Ы:

- пгодлотеп оригинальный способ с; ома и обработки измерительного сигнала с учетом коррек;гии погрешностей, обусловленных изменениями качественных параметров измеряемой среда:

- обоснован и реализован системный подход к созданию комплекса устройств для искоренил расхода жидких ерчад;

Эти новые научные положения и выносятся автором на публичную защиту.

Новизна и оригинальность технических решения, найденных автором в ходе выполнения диссертационной работы, подпюрзделз 5 авторскими свидетельствами да изоО[«теиил..

- А

¡^^•¡¡гпргр^и^^^пюсп». ТЧх'-улыш":.! исалодоьамйй, и&ложоинно в 11<)сто1и;с.т дисссртационнои раЛло, «слуг с>ыл> иополыичшы при разраооччсо я чроекгир' ¡занпп е.. фийных исЗраацов расходомеров для

КИД'С'/Х срзд.

10.ЧК-1| >у;С! 1ИИ ОДМОрШСЛМШХ ус 1 рой СТО ШШЮЛЯИГ ос'гсгю'гкгь иисялню матр^ш ичоскте и аксилуаьацгачшш характерна пщц приборов в с;а,«их ниЗлагоприяшых ироииводствоняих условиях.

А'з.улыагы теоретических и оксперимонгалишх исследований использованы при разработке серийно выпускаемых приборов:

-ульчразяушхи с р-асходачера для напорных ч р.у о'опро водов; •(ПруйПОГО раскол.)?к1р-| МаЛМХ раСХОДО» ЖИДКИХ (!(<»д;

______ЦШШ^РУРИНМЙ ООНГЧСуШГИИ ЯКОИ'МИ-ЮСКИЙ О.'М'ОКГ ОТ Ш1СД(ЧОЯИЯ

приборов сосгаши бо.лае -ШПППО рублей в ионах Г,Л)1 года.

^з.у.чьчачы дисссртационноа рабочы впод^ны в .учебный процесс: Тз;1:Г1.7 .и ТашХГМ.

Апробация рабоги. Оспоиаыо положения и раздолы работы докля-дывх'шеь, оСч:.у:1«".'и:к:ь и намучили одс;0|<-)'яо н.ч: конОДомши молодых учти,;■• оноцладието» аи нчучшлч основам и конструированию прибо-роп для научных исследований и автоматизации зкспорикюнта (г.Таш-К01гг. 1ЯЗГи . ),,иауч11о-11ран:!кчоском соминаро "Лвч'омэчизоции чэхно-логкчпских процессов и •вдг'лоа ириэдлп.лотшости'* (г.Чолибинук, 1ЯУ0). Псосолиной конференции "Лг.чог/.учизации бкочехпологичоских производиIв" - "Лшома.гизапдн - '.,'!)" (г.И.ущино, ичЭО гид).

По темп ди.-г:м{ггчции ппуОмипттп 1в научных трудов,в том число получено 5 авторских свидочольств на изобретения.

ОСИОШЮК СОДЕГИАНИЬ: РАБОТЫ ..к

г!от,ргчг1ш.оо .состояния. проблемы

В предложенной классификации струпных рясходомприн жидкостей п газов п качсстио основного классификационного признака приняты основ.дкиах'а.с.цш принципы посгрпонин измерительных устройств для различных отраслей народного те:>наспчп. В таких расходомерах основной, продоп^доляхлдой функциональные возможности псого прибора в долом, аломонт конструкции - 1 "кюг^',родин-змический гонсратор с частотой'давганий. пропорци'ч.'алытп иокорг^моку расходу. Изучена научно-техническая натекшая литература СССР и группы прскышлсл-

-■ l> - '

но рсклшых ел р,-.ш кирл • р.гегп оке/о 1Г/,Ч) nmw)»!»"» п.уюитои и яв -торскях c¡)идотоль<7i на У-'1 '.;pe'ioi¡;;.<:. Ныязлет ¡ яд К"!'струкцк.-?--ли!,* -.логов, отлкчпипихсп гго пришияи'лчыюму техническому ранению в каждом классе. Паийолее x.npi;псгс]-.:тапы с грудных частотных расходомеров взяты основу п каждом подрал поле.

В оснорним. все СП' ли принципу действия можно разделить па: СЧР с механическими колебательными скетеклми; с чувсшительиыгл элементами, созданвдими т;ер1:одичос:сип колебания измеряемой среды: основанными на уф Го кто взаимодействия струй; злекгроппепмлти-ческие.

Каждая i-руина рассматриваемых устройств, т-нскч образом, содержат trw рупшл, облаио^пие своими Функциональными аналогами. Оисюматизацин и иЗойвдг.ад данных позволяет слодить за чондепиинми развития измерительных систем в тоа или иной подгруппе на осниго динамики патентования, выявить основные пришиты построения перспективных струпных частотных расходомеров и является отправной базой для создания принципиально новых технических ;олений.

Анализ современных чоидспиш pasmn ия рлохпдомофкч методами расстанови» прнорите гов позволил остановить выбор на наиболее соответстзумцем требованиям реализации информационно- измерительных систем, иФГек! ивных г.о своим кетроло! ичооккм и эксплуатационным харакче^исликлм. типе орудного члсыгнот.о jeiiopaTopa.

Проведенные методами про; позировании ксследева гия позволили выявить наиболее приоритетное направление совершенствования су-щрсщушкк коп спру кпд?. струйных топераторов; расходеуерив. послро-енпых на их основе.

Применение уетод^^дгсгноржп'о {дотпкуигчтунгия. _it_aii; i.ji и isy_ pfi: ijjnjw ilí^.'.1"!!1^!;!

Сопоставите."! mihíí анализ функциональных возможностей наиболее характерных аналогов, выбранных сряди разнообразия измерительных устройств, выпускаемых зарубежными и отечественными «фирмами, возвел пет построить расчо'пга-парлдатричоскую модель ortuíicra, ориентированную на перспективу. Потребительские показатели последнего должны приниматься за отправную основу при конструировании э<Мок-тивных rj-j-piymibix расходомеров.

Система уравнений расютио-иэрамотричэской модели включает в себя следующие вырачкшия:

о

о -0.34. т 0,61x1;, ;

^ =

3,0 I- 1,0хЦ;

1\н - -29,28 - 0,92x1. ;

'I. = 126,18 4 13,17x1, ;

А У *

<2,19 1- 0,131. )о"0'131.

В соответствии с прк1ю;?)шгой систомоп уравнений имеет моего следующая параметрика объекта (табл.1):

а. .

Т. . °С 1 п •

С

I .

1 ы Г. , %

Таблица 1 ;

Параметрите-) обьекга 'лселодопаиия

Показатель

Г О Л Ы

1 Я'ОО

1 5ТС

!&93

1УЮ4

1ЙУ0

2000

;\42 ю,с; п.25 1г.47 13,он м,з 15,52

4,0 4,8 4,У {5.10 6.2 5,4 о, С

-44,1 -45,04 -40,Вй -48,70 -49,02 -51,40 -53,3

303,2 370,4 402,75 415,9 442,26 4(38.0

0,53 0,43 0,33 0,3? 0,29 0.23 0,19

Математическое моделирование пропоссо» кз ме ри 1'о.л') >) I ого преобразования

Оптплпза;;:;;: ко:гстру".тмвчих ияра-мотров р.чг'пабятг-юаокых уо".,' росстп возможна при построении адекватной математической модели взаимодействуя спру? в основном узле струйных расходомеров.■

Колебательный прогресс протекания шюскоя струи жидкости в струпном генератора описывается с помощью классических уравнения Навтс-Стогсса. Описание процесса разбивается на три сопряженные подмодели: движения плоской струи свободной поверхности в каморо взаимодействия струп; отекания плонки по вертикальной стойко в зоне эжектора; движения жидкости по каналу обратной связи.

Движение жидкости во всех случаях описываотся нестационарными уравнениями плоского пограничного слоя: непрерывности

'Ю <П

и движения

Т>Г

и-^- ... V =

. Л!Р. + Л-. .Ол. + /г

р (IX р <>у ь

с учетом закона трк?ния И1 готова т - ч

(3)

При описании движения жидкости я камере взаимодействия модель дополняется .уравнением

I и 04 + v - - 1 • <7Р а Г 1 и7>Г 1 У"<>у "Р <'У '

(4)

учитывающим непорочные* колебания струи.

Уравнения (1)-(4) решаются совместно с выражениями для граничных условий

при х -= 0: и = иГ): V = 0; = (

при у * Ь, <х. О; V 4 и ;

(1

(1 =1.2)

(О)

Интегрирование .уравнения (1)-{4) с учетом граничных условия (Ь)-(В) совместно с рядом достаточно сложных необразованна, описанных в работе, позволяет получить сксчгму уравнений, отражающую закономерности взаимодействия струй в рассматриваемой клморс*. ; В работе получена система .уравнений полного переключения 'струи в зоне среза приемного сопла, которая имеет вид:

0(хк) =

и0с! иш -й/г < -

и„а)+4- /и,

х^т.

_ <> Г-1-Ж;

4ру0(1и0+?/31р1

£--при <Х-> > г 1^(1.)

"ТТЖ-

о при 1г,а> ^ -о/г

(7)

- г» -

Решение приведенной онемелы уравнений численными методами путем варьироп-шил ИСХОДНЫХ ПОКазаЧОЛОЙ ИЗМОрЛОМОЙ С[Х)ДЫ позволило получись оптимальные паромомры конструкции струйных частотных расходомеров с отклоняющейся струей.

Двухфазны» струйный частотный расходомер жидких сгод Разработанный нами струйный генератор (рис.1) ¡грсдставляот

Рис. 1. Струйный гемюратор двухфазного частотного расходомера.

' 1 - питающий капал; 2 - приемный канал; ,

3,4 - каналы управления; 5 - струйная камора; "'*

О - ожектор; 7 - входное сопло;

8 - выходное сопло; 9 - межсопловая камора;

1(1,11' - сливные отверстия.

собой устройство, которое содержит соосныо питающий 1 и приемный ?, ■каналы, два канала управления 3 и 4 , связанные между собой струйной камерой 5 , пжоктор 0 с входным 7 и выходным 8 соплами и можсопловой камерой 9, а также сливные отверстия 10 и 11. Каналы управления 3 и 4 соединены: один - с выходным соплом 8 эжокгора С, а другой - с его межсопловой каморой 9.

- ч

Птр.уИНМЙ Генератор П|>гД11авНачеН для измор-спин расхода жидкости. 1''го работа основана но связи между расходом жидкости, поступающей я камору !> мере4:» питающий канал 1 . и частотой колобамии давления п капало управления Я., а также связанной с ним частью камеры Г>.

Струя жидкости, поступая и питающий капал 1 , проходит чо|оа струйную камеру Г>, разделяя по на две части. в приемный капал ?, и далоо ело дуст через пкеш'ор о в какал управления 3. I! ]'соульта се давление я части камеры 5, связанной с каналом управления увеличивается, а в части камеры связанной с каналом управления 4 - .уменьшается за счет ожектирования воздуха из. части камер!! {> через канал 4 в атегсторе О. Образующаяся разносп'ь даачония мс:«ду двумя частями каморы {> приводотг ¡с тому, что струя отклоняет:)! от оси питающего 1 и намного ?. каналов в сторону понижения давления; при отом часть потока отводится в сч'орону, но попадая » П| канал ?., и удаляется из каморы & через сливное оттхретпе 111. отклонение струи от вертикальной оси происходит до тех пор, пока весь поток отводится в сторону сливною отверстия 10. При атом происходит срыв точения пленю/, в эжекторе 0; давление воздуха в обеих частях камеры 5 выравнивается. Часть жидкости. .*»пг?нр*каамй1ляся из канала управления 3, удаляется! через сливное отверстие , а струя в камере Ь вновь занимает своо первоначальное положенно, и жидкость вновь начинает поступать в приемный канал 'А. Такна образом, периодический цикл кплобэтолмюг-о процесса в струйной 'таюрато!^ вновь повторяется.

Струйный расходомер Д-1" жидких с;од

Выполненные чеорхгшческко и пкешрименгзльпыо исследовании позволили сконструировать .устройство для изкорхнгия малт,IX расходов (рис.2), в котором контролируемая срола,сформированная входным патрубком ?, в струю,попадает в приемный канал 4 и направляется во входное сопло Г> ожоктора б. Ввиду того, что выходное сопло 7 эжектора выполнено суженным, .давление в межсопловой камер« 9 падает, а при некоторых скоростях течения ерюдм возникает разряжение, вследствие чох'о зжоктор 6 начинает подсасывать часть еркда через управляющий канал 10.

Разность давлений, возникающая в камере взаимодействия,отклоняет контролируемый поток на неполный угол от своей оси, гридавая

2 2

1

23

1-вихревая камера;

2-входной патрубок;

3-осовое сливное отверстие;

4-приемный канал;

5-входное сопло;

6-эжектор;

7-выходное сопло эжектора;

8-дополнит. сопло управления;

9-межсопловая камора;

10-управляющий канал;

11-лшшя обратной связи;

1 2-лриомпый пьезоэлеконт;

13-излучающий пьезоэлокент;

14-усилигель-формирователь;

15-злемент " /Ш "; Ю-одношиЗратор;

17-формирователь импульсов возбуждения;

18-устройство автоматического запуска;

19-чзстотный детектор;

20-второя элемент "ИЛИ";

21-компаратор;

22-микропроцессорный решаюшда блок;

23-блок индикации.

Рис.2. Струйный расходомер для жидких сред.

t

ому ВращаТОЛЫЮе ДВИЖОШЛО И НЗИраВЛНОТ ПОТОК В ОСОПСО СДИВНОО 01'-ворстие 3. I) результате давление у входа в приемный калзл 4 пада-от. и поток вновь выпрямляется. Далее описанный прпцесс повторя-стоя. При атом в кана..?::- обратной связи будут наблюдаться нульсашзд давления, час тота которых лрпплно зависит от расхода контролируй -мой жидкости.

Схема обработка! сигнала содержит: приемный ш-озозлемопт 12, излучающий пьезоздемопт 13, усилитель-формирователь 14, первый элемент "VJM" 15, одновибратор 1(5, формирователь импульсов возбуждения 17, устройство автоматического запуска 1 В, частотный детектор U), второй элемент "ИЛИ" 20, компаратор 21, микропроцессорный блок решающий 22. блок индикации 23.

Для снятия полезного сигнала с датчика па прямолинейном участке капала обратной связи 4 установлены приемный 12 и излучающий 13 пьезоолеконты, которые в совокупности с блоками 14-17 обеспечивают рециркуляцию ультразвуковых muy.писем, пульсации давления в канале обратной сйлзи 4 моделируют по частоте импульс;« рециркуляции. Последние демодулируются частотным детектором 1У и че^сз компаратор 21 поступают в решающий блок 22 для измерения и а.лю-ритмической обработки.

С целью коррекции показания расходомера при минимальном давлении в канале обратной связи с помощью элемента "КЖ" 20 измеряется время распространения ультразвука, харакгорчзуwю физико-химические параметры среды. Гешающий блок 22 осуществляет обработку результатов измерения в соответствии предложенной формулой (7).

Повышение чувствительности устройства в ни:!;пем-диапазоне измеряемого расхода достигается за счет включения эжектора, создающего зону пониженного даалония перед соплом, что способствует большему отклонению питающей струи, а следовательно, увеличивает частоту генерации. .

Решение прикладной задачи оптимизации х'еометричоских параметров эжектора позволило по.лучить зжокторпыо ллсменты, наиболее полно приспособленные к специфическим особенностям функционирования струйных расходомеров.

Ультразвуковой счетчик жидкости "ЕШЛИК."

Счетчик предназначен для измерения расхода и стока гомогенных жидкостей и основан на частотно-временном методе измерения с од-

новомодной работой лт5.ух синхроколоц в одном электроакустическом

1С31ПЛ0.

Принцип действия счетчика основан па измерении скоро~ти распространения ультразвукового сигнала в движущейся с].)еде в зависимости от составляющей скорости в направлении распространения .ультразвукового сигнала. • .

функциональная схема прибора представлена из рис.3.

1 с:.--

/ ; /л

1,2 ~ пьозозлектр'лчоские

преобразователи; - первый и второй Формирователи импульсов возбуждения; 4 - .усилитель; 6 - устройство управления; 7,0 - первый и второй умножители частоты;! Я - определить разности частот;

10 - блок задания коэффициента •

преобразования;

11 - частотомер;

12 - преобразователь "код-ток";

13 - генератор опорной частоты;

14 - индикатор:

1Ь - блок измерения стока.

Рпс.З. Ультразвуковой

СЧОТЧИК ЖИДКОСТИ

"Ршлкк" (серия УЗГ-Ш)

О помощм'.) блоков 3*5 и двух пьезоэлектрических нреобразовато-лоя 1,2, устанавливаемых на измерительном участке напорного трубопровода, под .управлением блока О образуется два синхрокольца, работами»* одчов] ммонно по потоку и против него,за исключенном моментов совпадения во времени импульсов автоциркуляции синхроколоц.

Периоды автоцирк.уляцин по поч'оку и против потока Т^ определяются по формулам:

3. L ÏT = ------------- + г., (В): ÏT =-------f тц (9)

1 с у V cos a с - V сол a °

и с

/

Для повышения разрешающей способности прибора и схему введены умножители частота 7,0, которые с помощью систем автоподстрейки частоты обеспечивают жесткую привязку вьшудых частот, входящих в их состав генераторов управляющих напряжения к частотам синхроколец

Г1 KyFI (,ü); h = KyF2 <11)

Последовательность импульсов с блоков 7,В поступает на определитель разности частот 9, выделяющий разностную частоту. Последняя характеризует мгновенный расход жидкости

ж^РП-кп.,/!,)

Q = -------------£---• Af (12)

8Ку • n ■ cos a

Последовательность импульсов разностной частоты с выхода блока л поступает на частотомер 11. Время измерения последнего обратно пропорционально дроби в формуле <1Я), которая задается блоком 10, связанным с опорным генератором 13.

На основании полученных в работе научных результатов созданы приборы для измерения расходов в трубопроводах оросительных систем и струйные расходомеры для контроля и |>огулировзнин технологических процессов, внедренные на ряде предприятий Республики .Узбекистан и в странах содружества.

.'2'5'1 "'.!С? Г1".''•}1 Iii'!'\! 1У'я.

Qi - измеряемый расход, м-Vu: J't -максимальное рабочее давление, Мпа; Ti[|,T]j) - рабочая температура, "С;}^ - погрешность. Ж; L -расстояние между соркэлами преобразователей 1.2: с - скорость ультразвука в измеряемой преде; « -угол кож,ну осями акустического канала и трубопровода; 1ч -время задержки сигнала в алектроакусти-чоском тракто; fj,.Р, -выходные частоты блоков 7,В; ,К,,- частоты рециркуляции по потоку и против него; К, - коэффициент усиления; Q - расход контролируемой жидкости; о - диаметр трубопровода; m - коэффициент гидродинамической поправки;АГ -разностная частота с выхода блока 9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 . Проанализировано современное состояние теории и практики разработки измерительных п;е<:бразоиято.лой расхода жидкостей. Сравнительный анализ и систомлтизатя современных расходомеров жид -копой и газов i позволили выявить основные тенденции разг>ития расходомотрии. Показано, что для болйе объективного подкрепления обоснованности пшпго заключения о конкурентоспособности мотода целесообразно привлечение'аппарата инженерного прогнозирования.

Получено объективное подп!Ор:иданио перспективности и приоритетно"^™ развития струйных частотных расходомеров. Построена ^ккзкпно-параметрическая модель струйных частотных генераторов, 1нтраж]1!,!т-р^и:1м0110|и1и ло'пебитольск.их свойств средства измерения на среднесрочную перспективу. Показано, что наиболее плодотворно совд:нг:о струйных расходомеров, основанных на тЭДокто Коэндэ.

Предложена обобщенная классификация расходомеров жидких е.]од о .учетом ранжиров-шин условия производственного контроля и регулирования и сформулированы основные принципы их построения, позволяющие достичь требуемые метрологические и конструктивно- зкеплуатационпые характеристики измерительных преобразова голой расхода. Предложена классификация струйных частотных расходомеров жидкостей, позволяющая направленно находить новые технические решения, учитывающие условия контроля, показатели физико-химических свойств и состава конгролируеиой среды и режимные характеристики точения' по тока.

■I. Разработаны и наготовлены макетные образцы двухфазного струйного раходомораа, частотного расходомера с пульсирующими потоками, струйного расходомера с вихрокамерпыми оломентами 11 ультразс в.укового расходомера туш измерения расхода и стока юмогенных паи/' костей в напорных трубопроводах, для которых пркнюдон анализ влияния поинформативпых параметров на выходные сигнал,!,! измерительных преобразователей.

Ь. Осуществлена формализация физических гфоцосеов и явлений, имеющих место в ходо изморите.л!.ного прхюбразовапия в камере взаимодействия струя частотного генератора, позволившая на основе до-композиционно-ягрогативного приштииа построить в классе аппарата вычислительной п'дродинамики адекватную математическую модель двухфазного струйного расходомера в виде зависимости частоты гоне-рации от конструктивно-геометрических параметров прхмчбразователя и

Из -

качес гпенных показателен вчкоргсиоя сро;$л.

0. Осуществлена экспериментальная проверка полученных аналитических. зависимостей, подтвердив!,!ая адекватность предложенных математических моделей реальным процессам и пилениям и правильность теоретических выводов.

'/. Разработан испытательный полигон для стендовых исследования струйных расходомеров жидкостей, позполягаий |стать задачи метрологической аттестации измерительных щхюбразова гелей.

3. Экспериментальными и рассчотпо-аналит ичоокими приемами изучены мет]юлотические и информационные характеристики разработанных измерительных преобразователей ¡лехода жидких о|пд.

9. Основные положения диссертационной рабо'П)! могут быть использован!.] при разработке и проектировании серийных образцов струйных расходомеров жидкостей и газов. Подтвержденный совокупный экономический гкЭДост от внедрения разрабо шк диссергацнонноп работы в различные отрасли народного хозяйства составил более 4Ш тес. руб. в ценах 15'01 года.

ОСНОВНОЕ С0./Ш<Л1ШК ЛЙССЕГТЩМ ОТРАЖЕНО П П.УБЛЖЛЦШ:

1. A.c. 121000,'; (СССР). Расходомер./ Азимов A.A. ,Адылов Ф.Т.. опубл. 55. И. J.4>, 1930г.

2. A.c. 13 7400?. (СССР). Струйный расходомер./ Азимов A.A., Адылов Ф.Т.,оп.уб.л. Ь.И. , 1988г.

3. A.c. 1403.220 (СССР). Струйный преобразователь расхода./ Азимов A.A.. Адылов Ф.Т.. опубл. Б.И. №3. i903r.

4. A.c. 1700370 (СССР). Расходомер./Атоллов Ф.Т. опубл. П.И. №17, 1091Г.

В.А.с. 1301302 (СССР). Струйный генератор давления./ Азимов A.A. .Адмлов Ф.Т., опубл. Р..И. №17, 1937г.

G. ¡Оеупбеков II. Р.. Адмлов Ф.Т., Расторгуев И.И.. З.усман С.Д. Разработка и внедрение расходомеров для скважин вертикального дрю-иажа. Отчет по НИР. № Государственной регистрации С189.0 07С9ЫЗ. аннотирован в ВИНИТИ, нет г.

7. Юсупбоков H.F., Адылов Ф.Т., Расторг.уов И.11., З.усман С.Д. Разработка и внодренио .устройства для определения степени минерализации поду. Отчот по ПИР. № Государствоиной регистрации 0189.0 076У!И5, аннотирован в ПИНШ'К, НЛЗУг.

О. Юсупбоков Н.Р., Адылов Ф.Т., Расторгуев И.И., Зусман С.Д. Разработка и внодренио ультразвуковых уровнемеров для водохрапи-

- 1Л -

.1«:¡U Oi '»HT ПО jíHl*. J* 1 '.Cy.WllKynvHIIiifl реГИСТрЛЦИИ 01Ш. О 070053,

анкетирован 3 ВИНИТ<А. 1930г.

О. üX'.yirHKo» U.V., Лямло» ф.т., Расторгуев И.И., Зуеман О.Д. Разработка и внедрение уровнемеров для иаб.годатал<>ных скважип. Отчет по ПИР. if Государственной регистрации U1B9.0 07(>9Г)4. •аинотиро-пан и ВИНИТИ, ПШг.

И). Адылов О.Т. Цифровой расходомер для оросительных скважин. Внформа^понный „чисток УзНЖНГК серия 07. ¡7, 1 -1 'j'jor.

11 ./vr««oB Ф.Т. Струйный генератор для технологических процессов. Информационный листок УзПИКНТК серии 07.17. Г-90-10-1990г.

К-:. Л1НЮН Ф.Т. Применение эффекта .ткекции при построении расходомеров с вихрекаморными элементами. И кн. "Автоматизация • "•fpMituej'K40CKKX процессов в хич.'лоской иргойшпшюсти". Тезисы со-м;шарГ|-1Г)-'17-кая ЮШг., г. Чедябкяск, с. 40.

1:?.. Адылов ф.Т. До к/, ад "Принципы построения газогидродинами-

чоегих генераторов с применением эжекторшлх алокоитин". В кн. "Па-«

.учпые о;,новы и конструирование приборов дчн научных исследований и автоматизации акспер^ачта". Тезисы кои^чшции. 17-19 мая 1089г., Г. Та':;;.;;.;г, с. 73.

¡л. лддакш <Т».Т.. Зусм.'ш С.Д. Цифровой расходомер для малых расходов жидких сред. В кн. " Автоматизация биотехнических произведен в "-"Автоматизация-VX1". Тезисы докладов IJ Всесоюзной конференции, ?.Ь~?/7 сентября 100!Jr., г. Пущине.

1!). ;!л:;/г".'еч.)В П. >-'., Ад,!лов Ф.т., Спшиюсмг'.и» P.U. Современное состоим*», направления и тенденции разнигия газогидродинахичоских генераторов з расходомеров для ирригации и мелиорации. Аналитический обзор УзНйИПТИ, 1900г.

HS. Юсупбеков U.V., Адылов Ф.Т.. Расторгуев И.П., Зусман СЛВ Нов!,]- средства пзме;^:'";";. Об-.пр Узт!Ч:'НТИ. 1У00г. . •*

17. Маулбеков II. i\, Лжло» ф.т., Са:-лд.сзс;иг«>м P.JI. Суп тар?/,ок-ларида к.уллапиладлгап курилмалар, улчов ва ерданчи воемталари. Справочное пособие для гидрометров, ММиИХ УзССР, НЮПг.

18. Лдылоа Ф.Т. Принципы построения, классификация и математическая мо;;,е.ль струйных частотных расходомеров для технологических процессов. Обзорная информация-монография ШГуШТИ и техники -о кон омических исследований Комитета но экономике Республики Узбекистан, 1991г.

- IT -

Ф.ч'. Одилов

ОУЮК, ВЛ. ГЛЗОй^ОН ТСХНОЛОГИК МУШУ1ЛР УЧ.УН ОК.11М САРМ УЛЧАРйЧЛЛРИ

CyíoiC. г)я газсимон гл.ух.ичлар са[Ф улчатчлари буличз чет ол па ваталимиз патентлари, муаллифлик гувохдомзлари ва реклама лрос-пекгларида каад килилгзн куилаб техник ечимларпи мухлндислик ирогнози усуллари билам тахлил к,илиш асоенда частотали оким с арф улчагичларини ривожлантиришнинг устивор ах,лмиятга згалиги па ис-тик.бол.лилиги тасдицланди. Частотали оким гонсраторларининг х.исобли параметрите модели курилди.

Суюкликларнинг частотали ок,им сарфи улчлгкчларипинг мухипш набора г кидюа твртляри. назорат кллтмбтгак мулкт таркиби пз физик-кимевия хусусия глари к?реатк1'члари па окимнипг ¡хчкияли таърифлари-ни хдсобга оллддган яш и техник ечимларпи топиш имконини борадшан классификациям! таклиф отилди.

Басим трубагаридяш гомопж суюгсликлар ог(ими ва сарфишт Улчага учун ультратовушли сарФ улчагкч ва уюрмлвиа камера пломонтлари мавжуд огсим сарфи улчагачллрп. 'цу.чьсм-'игувчи oiyra частотали са|*;> улчлгичлар, иккн фазали отдач сарр улчагичларининг макет намуналари ишлаб чидилди ва тэРбрланди, .улар уч.ун поэхборот парзштл-.зрипилг улчов Узгарткичлари чициш ситиалларига таъсири тахлил кшинди.

Члстотавиа гоператориипг оцик узаро таосир этиш каморасида улчов узгартиртаиарк вактвда юз боражгап лодпсллар г>а физик жараонлар шакллаптирилди, бу докоипозициок-агрегат принцип;: асоси-да хдсоблаш гидродинамикзси эппарлти классида икки фазалл оким capí« Улчагичипинг генерациялаш часготасининг узгарткич конструкчив-геокетрик параметлари ва улчанаечтзн глухятнинг сифлт курслткичларига боглик,лкги курил кшидаги адекват математик кодолини Kypiui: имконини берди.

Суюкликларшшг оким сар<1> улчагичларини сгендда тажик зги;:! мадсадларида улчов узгяргкичлзрини кетрлогик атчестациядаи утказиш kmkohwik борадиган сшит полигонлари и;адаб чикдлни.

Эксдарга'ектол ва хисоблгш-гшллитих усуллар билля ишлаб чикил-гап с.уюи Fí.yx.H-r слр^ти улчаш узгарткичларипинг ахборот ва метроло-1'ик таьрифлари Ургзгилди. Диссертация нти ничттелсидаги ишланмалар-ни халк хужалигллинг турли тармоклзрида жерн.а отишдан олинадиган жзми кктисодия сзмара 1991 якл баляларида 400 минг сумдан купрокди ташккл зтда.

- iy ~

J'.T.AdlJov

st!(i;am fjcv/;-*t;ti:r3 foii i.ktud and caseous ticunojxkicat, media

On the ban .In of the analysis by'the methods of engineering j)ii:.-i!ction oJ ride arsenal ol technical dosisjons, fixed in foreign and ciocuer.t J c patents, author's certificates and advertising booklets on florae lorn for liquid and gaseous media, the objective confirmation of porspoctlvnes3 and priority of and fIownetors novelnumem w03 obtained.

the calculated and pnrraiutric koUcI of sirurcn and frequency generators v.-ria bu.ili out. • ••

The clJisojflcation of stream and frequency liquid florae tors wnc. proposed, .which allows to purposefully l'Jnd new technical, de-sislor.s. taking into account the control condition:;, physical and cfn-;i!lrnl properties indices and jnckicca of conLro.i km inudmrn cost"-.*:.i tio;; mO. an sei.1 rorfiao characterlse Loo of flow current.

The lij.Kle!. sarpl.o:; uf tv.n-phn;;e stron:: fi.eTOet.ei's of a frequent flovinsoter with pulsed flows of a s I. ream 11 owaie lur with turbuiencc chamber elements and of an ultrasonic flowmetor for measure;,sent.or cen::nr,pu:ion and discharge ol horaogealc liquids in p;- aa.iri: pipes were w.Tk'xl out rnul produced, for wnich the an a Us is of nonird.on.iai ¡V'.: para.ioi.ers Influence on Measuring cur: vet tors oui.pul slgnaly won conducted.

The fojranl ication of piiyaieni processes and phrmwinna wan dor:-:, which take pl--.ee during tuo ¡soo'Jiir.ing coTivrrahm in th*"» c!rva'.".i;r of internet Sun of /requency generator stream;.. which itlii.v.v 10. hiti] I on jw of doujkpoa i tionn! «wi aggrega tive

principle the }KlOi[U?it<j mail.o;!iat.lcai iiodel of iwo-ph.-ise stream flo'i'Roter as a dependence of generation frequency on constructive and swnotric pannetern convertor and quail live indoces of r*o.n.'..';>cci n;ecl1v.i. The proving ground Tor bench tesys of strerrn 1 iqi:id f.'o\vr;oters was vurfced out which allows to solve problems of ff-otroiogical certification of measuring converters.

The motrological and information characteristics of worked out noasuring converters of liquid media consuneption were studied by experimental and calculating and analytical, methods. The ccnfirr.i'.\l total economic effect -of dissertstion »orkJngs out Jmpieraerit.Lon in the various branches of the national, economy was more than 400 th.roubles.