автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Теория и практика средств измерения расходов технологических потоков жидких и газообразных сред и методы обработки результатов измерений

Г 5 ОД

«тс

.-и 0

На правах рукописи

КАРАТАЕВ РоЗикдар Николаевич

ТЕОРИЙ И ПРАКТИКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТОКОВ аидких И ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ СТЕРЕГШИ

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических, наук

Казань' 1996

Работа выполнена в Всероссийском научно-исследовательском институте расходометрии (ВНИИР)

Официальные оппоненты:

доктор технических, наук,профессор Б.П.Филимонов доктор технических наук,профессор Н.А.Николаев доктор технических наук,профессор В.Е.Еердшков

Ведущая организация: НПО ЧШТЫШШРКБОР" г.Москва

Защита состоится 26 февраля 1966 г. на заседании диссертационного Совета СОД 063.09.02 Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева ( 420Ш, Казань, ул. Карла Маркса, 10, КГТУ )

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева

Автореферат разослан 2. 5 Я И

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Ж/— Р.Т.Сиразетдинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Условия развития современного машино-троения, интенсификация химико-технологических процессов, трансорта газа и нефтепродуктов существенно зависит от совершенства тео-ии и практики измерения расхода потоков материальных сред. Широкая бласть применения расходомеров, являющихся элементами и устройства-и систем управления,от космической и атомной техники, диагностики и онтроля характеристик летательных аппаратов до медицинской техники . систем контроля в подземных выработках приводит к необходимости змерения разнообразных сред при различных условиях измерения. Все то предопределяет сложность проблемы измерения расхода жидкости и 'азообразных сред в производственных условиях.

Основными факторами влияющими на точность измерения расхода яв-!яются вязкость, плотность, давление и температура измеряемой среды, I в некоторых случаях давление и температура окружающей среды. Влия-гое других факторов на показания рабочих расходомеров не так явно ¡ыракено и оно укладывается, как правило, в нормированную по1"реш-юсть средств измерения. Однако при проведении точных измерений их ¡лияние также необходимо учитывать. Поэтому изучение теоретических )снов применяемых средств измерения и выявление закономерностей вза-модействия измеряемого потока и чувствительных элементов средств гзмерения при влиянии тех или иных факторов составляют наиболее жтуальную задачу важную как при конструировании и изготовлеши :редств измерения так и при их'эксплуатации.

Несмотря на заметные успехи в этом направлении и достаточно весомый вклад отечественных и зарубежных исследователей, проблема гомерения расходов сред с различной вязкостью и плотностью, учета злияния условий измерения, создания новых совершенных высокоточных оасходоизмерителъных приборов и систем, совершенствования теории эасходоизмерительной техники, - разработки практических методов и совершенствования методов поверки и градуировки остается актуальной.

Большое количество цифровых данных,получаемое в результате экс-териментальных работ, необходимость их хранения и воспроизведения гакже создает дополнительные трудности в обработке и представлении шформации при определении расхода и количества веществ. Поэтому на-зущной задачей является быстрая обработка' исходной информации и ее

удобное воспроизведение с требуемой точностью. Задача усложняется, когда приходится иметь дело с многомерными величинами. В связи с изложенным создание новых и удобных методов представления и обработки информации является также весьма актуальной.

Цель и задачи исследования. Диссертационная работа выполнялась с целью обобщения, развития, создания и совершенствования теории средств измерения, предназначенных для измерения в основном малых к микрорасходов протекающих сред, методов измерения и приборов для этих целей, а также разработки и создания методов обработки и представления результатов метрологических исследований.

Задачей исследования являлось создание методов, позволяющих учитывать физические свойства измеряемых сред и условия измерения, для повышения точности измерения расхода реальных потоков различных жидких и газообразных сред в рабочих условиях эксплуатации.

Методы исследования базировались на теории гидроаэромеханики и тепломассообмена, численных методов вычислительной математики, матв матической статистики, теории погрешностей и планирования эксперимента.

Научная новизна работы заключается в получении следующих основ ных результатов, которые выносятся на защиту' :

- теория расходомеров постоянного перепада давления (ротаметров) рассматриващая происходящие в них гидрогазодинамические процессы, позиции обтекания поплавка потоком измеряемой среды, и методы иерее чета метрологических характеристик ротаметров на жидкие и газообраз ные среда;

-''величина, характеризующая сопротивляемость текущих сред, имеющая размерность силы и позволяющая упорядочить газы по их физически свойствам и выбрать газы-заменители при моделировании газодинамичес ких процессов;

- разработанные вновь и обобщенные теории и методы измерения рас хода жидкостей и газов отличных по условиям измерения и своим свойс твам от стандартных градуировочных сред (вода, воздух) для средств измерения расхода применяемых в технологических процессах (одной ж разновидности шарикового расходомера типа "Шторм", пленочных и пузырьковых расходомеров, расходомеров с аксиальной турбинкой, вихревых расходомеров, тепловых расходомеров типа ДРГ и шахтного термо-анемометрического расходомера типа "ТАИРГ", реометров с диафрагмой

/7

~ г. —

сапилляром и расходомеров ламинарного потока); - методы обработки и представления результатов измерений эмпири-зкими формулами, являющиеся обобщением на многомерный случай мето-аппроксимации Дж.Форсайта одномерными ортогональными полиномами.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и выте-ощих из них выводов обеспечена в рамках принятых математических целей, применением строгих методов при выполнении решений, а также зтированием составленных по ним программ числовыми расчетами для меров, имеющих точное аналитическое решение. Математическое моде-зование основано на известных теоретических положениях механики цкости и газа, отражающих реальный характер исследуемых процессов, юдтверждено расчетами. Основные выводы'автора подтверждены мно-•шсленными экспериментальными данными.

Практическая ценность

Решен комплекс наиболее актуальных задач измерения расхода жид-:тей и газов, отличающихся по своим свойствам от градуировочных эд (вязких, агрессивных, токсичных, огнеопасных и т.п.) для коток невозможно получить градуировочную характеристику общепринятым годом путем градуировки и калибровки на расходомерных установках.

Разработаны методы пересчета метрологических характеристик с адуировочных сред на рабочие для ротаметров и других наиболее рас-эстраненных расходомеров, измеряющих малые и микро расходы техно-гических потоков.

Разработаны методы представления результатов измерения эмпи-ческими формулами, позволяющие автоматизировать вычислительные боты, используя ЭВМ при создании пересчетных таблиц и при перес-те показаний расходомеров.

Реализация результатов работы. Исследования проведенные авторов шли практическое применение в различных (22-х) нормативных доку-нтах: государственных стандартах, методических указаниях, методах, рекомендациях, типовых программ метрологической аттестаций, от-слевых стандартах, пересчетных таблицах (свыше 70 табл.).

Результаты разработок внедрены в АППО(г.Арзамас), ЛЗЖС (г.Ливш ловской обл.), завод "Теш"(г.Фурманов,Ивановская обл.),СКВ АНН .Волгоград), РНШГЭлектронстандарт"(г.Санкт-Петербург), НПО "Крас-гвардеец" (г.Санкт-Петербург), НПО "НИИТЕШЮПРИБОР" (г.Москва) ИИМП (г.Москва), НПО "Энергия" (г.Калининград, Моск. обл.), НИИТМ

(г.Зеленоград), НИИ "Криогенмаи" (г.Балашиха, Моск. обл.), ПО электронных приборов (г.Рязань), ВНИИР (г.Казань), ВНИИПБТ (г.Москва), ВОСТНИИ (г.Караганда), ВНИИАП (г.Киев), НИКТИ ГХ (г.Киев) .

Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на : IV Всесоюзной конференции "Методы и приборы для измерения расхода иколичества жидкости и газа"(1972, г.Таллинн); Научн.-техн.семинаре ДНТП (1970,г.Москва); III,IV,V,VI Всесоюзных научн.-техн. кон ференциях "Развитие системы метрологического обеспечения измерений расхода и количества веществ" (1975,1979,1984,1992,г.Казань); Республиканская научн.-техн. конференции "Механика сплошных сред",посвященная 60-летию СССР (1982,г.Набережные Челны); Научн.-техн. конференции "Повышение точности приборов для измерения расхода и количества жидкости и газа как средство экономии энергорессурсов" (1982, г.Ленинград);Всесоюзной встрече метрологов "Измерение расхода,уровш объема в отраслях народного хозяйства" (1987,г.Москва-ВДНХ); Республиканской научн,- техн. конференции "Новые возможности современного медицинского приборостроения " ( 1991, Киев-Ворзель).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 77 печатных работ включая 6 книжных изданий, 13 изобретений и 22 нормативно-техничесга документа. ' *

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения ,. 7 глав , заключения и списка литературы .

Работа содержит 302 страницы основного текста, 73 рисунка и иллюстраций, 25 таблиц, список литературы включает 172 наименования

Автор выражает благодарность своему научному консультанту профессору Валентину Гавриловичу Павлову за постоянное внимание к работе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы,определены цели и задачи исследования, изложены основные положения, выносимые на защк ту, определена структура работы, апробация и реализация полученных результатов.

Первые три главы посвящены изложению и обобщению теории расходомеров постоянного перепада давления (ротаметров) с позиции обтекания поплавка потоком протекающей жидкости или газа.

Первая глава знакомит с основными принципами измерения расход!

- Ч -

зтаметрами.со средами,которые приходится измерять, и условиями из-зрения. Указываются трудности при измерении расходов реальных сред гличных от градуировочных. Вводится терминология и дается классифи-ация основных типов ротаметров. Дается описание семи типов ротамет-ов, выпускаемых или выпускавшихся отечественной промышленностью, отаметры с составными ротаметрическими парами объединяются в два ипа. Классификация, проведенная автором, проводится по типу рота-етрической пары и позволяет каждый тип ротаметра описать единым равнением.

Приводятся новые технические решения, предложенные автором и ризнаные изобретениями, позволяющие усовершенствовать и улучшить онструкцию расходомеров. Рассматриваются два ротаметра с поплавка-и, способными сохранять свое положение по центру гидравлического ракта и не касаться его стенок. Приводится также ротаметр с враща-ицимся поплавком, способным сохранить скорость своего вращения с величением расхода. Дается описание расходомера , который представ-[яет собой симметрическое сопло в сочетании с ротаметром, способного [змерять расход независимо от направления потока. Приводится устрой-:тво стабилизирующее протекающий поток и работающее на ротаметри-геском принципе.

Далее излагается теория ротаметров. Сначала течение в ротаметре «осматриваются с позиции теории размерностей. Вводятся новые крите-)Ш подобия и на основании тс-теоремы дается доказательство о сущес-?вовании только трех типов критериальных зависимостей. А это значит, ¡то все методы пересчета могут быть построены только на основании этих трех зависимостей или их модификаций.

Анализируются силы, действующие на чувствительный элемент рота-летра и выводятся уравнения равновесия поплавка ротаметра и дифференциальные уравнения движения поплавка для всех семи главных типов ротаметрических пар. Рассматривается вертикальное колебание поплавка з ротаметре. Полученное дифференциальное уравнение не может быть ре-пено в квадратурах, а' решается только численными методами, например, методом Рунге-Кутта. Такое решение проводится для конкретного рота-«етра. Однако численное решение не позволяет определить критерии подобия и выявить из них наиболее характерные влияющие на колебательный процесс и провести качественную оценку протекающих процессов.

Для решения этой задачи был проведен анализ коэффициентов дифферен-

- р —

циального уравнения. После исключения членов низшего порядка малост] дифференциальное уравнение движения упростилось и свелось к известному уравнению упругих колебаний при наличии сопротивления. Решение этого уравнения позволило выявить параметры колебания (частоту, угловую частоту, логарифмический декремент затухания) и влиявшие безразмерные критерии. Сравнение численных решений показало хорошую сходимость полученных результатов.

Выводятся формулы расхода и критериальные уравнения для всех основных типов ротаметритескт пар, используемых в приборах выпускаемых отечественной промышленностью.

Анализируется градуировочная характеристика общепромышленных ротаметров. Пеледуются характерные особенности градуировочной криво отсутствие нулевого расхода, нелинейность характеристики, отклонени характеристики от теоретического вида, не рабочий участок характера тики и т.д. Приводятся формулы для нахождения "нулевой точки" (нача отсчета). Показывается неудобство их определения по результатам измерения конструктивных параметров. Приводится метод определения начальных точек отсчета высоты положения поплавка по результатам градуировки ротаметра и даются соответствующие формулы для вычисления поправки.

Рассматривается влияние наклона ротаметра на его показания , обосновывается вывод о том , что поплавок, сохраняющий свое положение относительно центральной оси ротаметра, способствует повышению точности измерения расхода . В связи с чем возникает проблема стабилизации поплавка относительно оси ротаметра. Указывается, что пот лавки ротаметра, предложенные автором, помогают решить эту проблем}

Для доказательства непротиворечивости двух различных точек эрг ния на происходящие процессы в ротаметре приведено соотношение мевд коэффициентом расхода и сопротивлением поплавка, устанавливающее o^ нозначное соответствие между ними.

Приводится теоретический расчет течения в ротаметре. Использу; метод конформных отображений теории функции комплексного переменно] сначала рассчитывается потенциальное течение в плоском диффузоре с телом обтекания в виде овала. В результате этого получаются линии тока, эквипотенциальные линии, поле скоростей и распределение давл ний на овале. Проведенный численный расчет результирующей силы дей твукхцей на овал показывает наличие силы, направленной внутрь диффу

зора, которая на первый взгляд противоречит парадоксу Даламбера-Эйлера. Однако в действительности никакого противоречия нет, так как в результате преобразований получили не один овал, а тело обтекания в виде системы овалов симметрично расположенных относительно центра (вершины диффузора). Для системы овалов результирующая сила равна нулю, что не противоречит парадоксу Даламбера-Эйлера.

С учетом полученной модели потенциального течения проведен расчет пограничного слоя на теле обтекания овальной формы. Для этого использовалось уравнение ламинарного пограничного слоя в несжимаемой жидкости в условиях изотермичности в однопараметрическом виде в форме, предложенной Сальниковым В.Н. . Обтекание овала было рассмотрено для различных вязкостей среды при постоянном расходе. В результате расчета были определены толщина вытеснения, толщина потери импульса, касательное напряжение, локальный коэффициент трения и точка отрыва потока. Из полученного решения видно, что коэффициенты сопротивления поплавков и положение точек отрыва потока не остаются постоянными, а изменяются в зависимости от физических свойств измеряемой среды, поэтому можно сделать вывод о неустойчивости течения при обтекании гладких поплавков и рекомендовать для практического использования угловатые формы поплавков со стационарными точками отрыва потока. Экспериментальные исследования подтверждают полученные теоретические выводы.

Таким образом, проведенный теоретический расчет хотя и не позволяет получить количественные соотношения, однако позволяет правильно качественно оценить изучаемое явление.

Рассматривается процесс измерения расхода ротаметрами с позиция теории ошибок. Анализируются и оцениваются влияющие факторы, устанавливаются величины, оказывающее наиболее сильное влияние на результат измерения.

Анализируется влияние конструктивных допусков на метрологические характеристики ротаметров. Такой анализ можно провести экспериментальным и теоретическим способами. Экспериментальный способ требует больших затрат сил и средств, для чего необходимо изготовить приборы с различными допусками, провести экспериментальные исследования и сравнить результаты градуировок на стандартных средах. Поэтому был выбран теоретический метод исследования с испольпользова-нием результата одной градуировки. Метод разработан с учетом приме-

нения ЭВМ и заключается в следущем: I) выбирается ротаметр, 2) проводится градуировка, 3) рассчитывается коэффициент сопротивления поплавка, 4) определяются величины влияющих допусков, 5) определяются варианты сочетаний допусков, 6) для всех вариантов сочетаний допусков по формуле расхода вычисляется теоретический расход,используя найденное экспериментальное значение коэффициента сопротивления поплавка, 7) теоретический расчет сравнивается с его экспериментальным значением, 8) выбирается варианты с наибольшими значениями погрешностей.

Такие расчеты бит проведены для ротаметров типа РМ-ГС. Оказалось, что отклонение метрологических характеристик ротаметров между собой для некоторых неблагоприятных вариантов сочетаний конструктивных допусков достигает 20 и более процентов (для некоторых типоразмеров даже до 30%). Это подтверждается и повседневной практикой измерений .

Рассматривается стабилизация поплавка по оси ротаметра. Одно из нежелательных явлений.при измерении расхода ротаметрами - касание поплавка стенки измерительной трубки. Для стабилизации поплавка по .оси раньше применяли вращение поплавка, пока не было установлено,что действием законов гидравлики происходит самостабилизация поплавка по оси ротаметра. Для доказательства этого факта рассматривается ламинарное течение вязкой жидкости в двух параллельных каналах между двумя сечениями. Давление в каждом канале в сечениях считается одинаковым. Перепад давления между сечениями в каждом канале также считается одинаковым. В этом случае в каналах реализуется известное течение Пуазейля с параболическим распределением скоростей. В итоге получаем, что каналы разной ширины испытывают разное давление на их стенки. Результирующая сила давления на стенки каналов при этом направлена на выравнивание ширины каналов. Сравнивая полученное решен» для выбранной модели течения не трудно заметить, что все основные предпосылки реального течения и моделированного совпадают. Если рас смотреть турбулентное течение при тех же предпосылках, то сохраняется тот же качественный результат, несмотря на усложненный профиль скоростей в каналах, и при этом несколько усложняется расчет (напри мер, если взять закон одной седьмой в формуле для расчета профиля скорости) и теряется наглядность решения.

Исследуется влияние гравитационного поля Земли.Устанавливавтс*

го'изменением гравитационного поля не всегда можно пренебречь. Приедятся формула для учета этого влияния. Максимальное значение влия-ш этого фактора на поверхности Земли может достигать 0.3 % , что юбходимо учитывать при проведении точных измерений.

На основании приведенной формулы выявляются факторы, способст-тцие повышению чувствительности ротаметра. Делается вывод о том, :о факторы, повышающие чувствительность ротаметра, одновременно юсобствуют появлению дополнительной погрешности, т.е. в каждом 1учае необходимо выбирать оптимальный вариант.

Вторая глава посвящена вопросам пересчета показаний ротаметров градуировочной среды на рабочие. Автором предлагаются методы пере-[ета, а также рассматриваются метода на основании, которых предложи устройства,позволяющие проводить пересчет показаний ротаметров.

Выводятся формулы пересчета показаний ротаметров при измерении >ед отличных по своим физическим условиям от градуировочшх для пличных случаев. Отличительной осбенностью этих формул является ¡пользование коэффициента сопротивления поплавка. Теоретически «взывается, что определение расхода по пересчетной формуле точнее [ределения расхода традиционным путем по формуле расхода.

Анализируются факторы влияющие на коэффициент С^ сопротивления шавка. Даются формулы для вычисления коэффициентов сопротивления шавка по результатам градуировки для всех семи типов ротаметри-ских пар.

Для ротаметрических пар первого типа

сх = 0.5^(2 + п3)гп;гп"1

второго типа

сх = 0.5хШ3 + Х)г(2 + х - п3)2п;2п~1 типа РЭ по ГОСТ 13045-67 ,

сх = 0.51013(2 - П3)2П~гП~1 третьего типа ,

Сх = 0.5тШ7г1^1[Пз(2+П3)+К2П3(2К1-Кг+П3)]г(1-К^) ротаметров типа РМ-ГС ■,

Ох = 4.5/'й1~гП^1 (тс/з (П3+эе1) (2+П3+эе1) -- (Т+ае^ПдЗагсоозС(1+ае1+П3ае)/(1+зе1+П3)] +

+ (1+зе1+П3эе)[П3(1-ае)[1+ае1+П3(1+ае)30-5}2

- составной ротаметрической пары первого типа (1-ц 1 < ь < 1ъ)

1 1 Сх = (Пз-дПз^^а+Пз-ДПз,)2 ,

- для составной ротаметрической пары второго типа < 1х <

сх = 0.5%П~гП~1 (П3+эе1 - Б П3^)2 (2+ге1 -П3+ § П3 ^)2 ,

п 3-1 3—1

где П1 = - величина,аналогичная числу Рейнольдса, устанавливающая подобие сил жидкостного трения и сил инерции ( 0 -объемный расход,VI -кинематическая вязкость й -диаметр поплавш ротаметра в миделевом сечении; индекс 1 указывает отношение к среде при данных физических условиях );

П2 = ^ - величина,характерная для расходомеров постоянного

перепада давления и устанавливающая подобие сил трения и силы веса ( о-сила тяжести поплавка в измеряемой среде, р1- плотность измеряемой среды );

П3 = дГ= безразмерная высота - величина, устанавлива-

ющая геометрическое и гидравлическое подобие ( Бг-гидравлический диаметр );

П3^ = 2сГ1 (Ь-Ь^) - безразмерная высота для состав-

ных ротаметрических трубок;

X = (Б - й)/й - отношение зазора между диафрагмой и поплавком к диаметру пополавка ;

с^/й - отношение внутреннего диаметра поплавка к внешнему;

^^рлбо. - отношение тангенса внутреннего угла (3 конусности I

тангенсу угла а конусности внешней измерительной трубки;

эе = Хцр/Х&х - отношение тангенса угла конусности вписанного

конуса к тангенсу угла конусности описанного конуса измерительной трубки;

эе1 = (Б - й)/а - отношение зазора мевду диаметром трубки и поплавком к диаметру поплавка .

Приводятся примеры экспериментальных зависимостей коэффициентов сопротивления поплавка от различных безразмерных критериев и делается зывод о том, что наиболее удобным является представление их в виде таблиц или в виде эмпирических формул при использовании ЭВМ.

Рассматриваются вопросы вычисления безразмерных критериев. Показываются возникающие на этом пути сложности. Приводятся удобные уш практики методы вычисления безразмерных критериев, необходимых доя проведения пересчета показаний ротаметров.

Приводится алгоритм проведения пересчета градуировочной характеристики ротаметров для сред, отличных по своим свойствам от стандартных (воды, воздуха).

С позиции теории ошибок рассматривается точность пересчета по-сазаний ротаметров. Выявляются параметры, оказывающие наиболее силь-юе влияние на точность пересчета.

Описывается метод изучения влияния конструктивных допусков на точность проведения пересчета показаний ротаметров. Метод разработан : учетом применения ЭВМ и заключается в следующем: I) выбирается ротаметр, 2) определяются величины влияющих допусков, 3) определяются зарианты сочетаний допусков, 4) проводится градуировка, 5) рассчиты-зается коэффициент сопротивления поплавка для всех вариантов сочета-тй допусков, 6) теоретический расчет коэффициента сопротивления по-тлавка сравнивается с его экспериментальным значением и по специаль-юй формуле вычисляется значение погрешности измерения расхода соот-зетствующей среды, 7) выбираются варианты с наиболее большими значе-шями погрешностей для всех точек шкалы.

Как видно из сущности метода он довольно прост и доступен, так <ак не требует составления каждый раз новых пересчетных таблиц для эотаметров с исследуемым вариантом сочетаний конструктивных допусков.

Такие исследования были проведены для ротаметров типа РМ-ГС. )казалось, что ошибка определения расхода при пересчете не превышает нормированной погрешности данного типа ротаметра, в то время как злияние конструктивных допусков на метрологические характеристики эотаметров весьма существенно.

Измерение•расхода газа имеет свои особенности из-за его сжимаемости и зависимости плотности газа от давления и температуры. Труд-юсти также возникают и при проведении экспериментальных исследова-

- И -

ний ввиду летучести газов и сложности хранения и сохранения их чи тоты, а также в выборе "модельных сред". Для выбора "модельных газов" вводится величина

•цл = угр = |Л2/р , позволяющая упорядочить их по физическим свойствам. Эта величина имеет размерность силы - "Ньютон" и характеризует сопротивляемост текущих сред движению в них тела.

Рассматриваются вопросы пересчета показаний ротаметров при и мерении расхода газовых потоков. Основная пересчетная формула рот метров остается без изменений и для газов, хотя и несколько упрощ ется. Однако общий метод пересчета, который требует создания пере четных таблиц для всей номенклатуры газов и для всех возможных сл чаев измерения, в данном случае не всегда целесообразен так как т бует большого объема работ и создания соответствующих расходомерн установок. В связи с этим возникает задача создания частных метол пересчета, которые бы решали конкретные практические вопросы. Все частные методы пересчета, как правило, основываются на введении мультипликативного поправочного коэффициента на значение расхода градуировочной среды. Однако разнообразие требований практики, различие свойств газов и различие банка экспериментальных данных приводят к особенностям в практических вопросах пересчета, как в представлении результатов так и в виде пересчетных формул.

Для облегчения проведения пересчета показаний расходомеров г тоянного перепада давления были созданы специальные методы и спег ально предназначенные для этого расходомеры. Одним из них являете метод изменения силы тяжести поплавка, предложенный в свое время Ю.Н.Герулайтисом. Для реализации этого метода рассматривается пр« ложенный расходомер, в котором для создания эффективной расчетно! силы тяжести поплавка используется электромагнитная сила. Другой метод заключается в моделировании вязкости измеряемой среды, что реализуется в другом предложенном расходомере путем Джоулева наг] в результате наложения электрического шля на измеряемую или мод/ ную среду.

Существенное влияние на показания ротаметров оказывает плот ность измеряемой среды, которая зависит от ее состава, температу давления. Для учета влияния изменений давления и температуры при мерении расхода приводятся группы пересчетных формул для различи

наиболее характерных для нужд практики случаев. Все формулы выводятся из основной пересчетной формулы.

Приводится описание и теоретические основы предложенного расходомера постоянного перепада давления с регулируемым сечением потока. Такой расходомер обычно используется для измерения картерных газов при испытаниях двигателей.

Третяя глава посвящена практическим вопросам метрологического обеспечения ротаметров. Обобщаются и обосновываются практические вопросы градуировки ротаметров, оптимальный выбор точек шкалы, на которых производится градуировка расходомеров.

На примере ротаметров, применяемых для проведения различных исследований, приводится метод выбора базовых моделей изделий, характеристики которых являются средними.

Обобщаются и развиваются способы применения и конструктивные решения, позволяющие создать ротаметры повышенной точности. Предлагается новый расходомер, обладающий линейностью градуировочной характеристики. Для предложенного ротаметра приводятся формулы расхода и критериальное уравнение.

Рассматриваются вопросы поверки ротаметров, обосновываются и обобщаются существующие методы. Дается теоретическое обоснование различных случаев поверки известным методом сличения, который в настоящее время начинает вновь широко применяться.

Четвертая глава посвящена теории и практике применения расходо-мерных устройств для измерения реальных потоков жидких и газообразных сред. Основное внимание уделяется также, как и раньше, измерению расхода сред по своим характеристикам, отличающихся от градуировоч-ных для нестандартных условий.

Рассматривается математическая модель одной из разновидностей тахометрического шарикового расходомера типа "Шторм". Анализируются силы, действующие на чувствительный элемент расходомера, выводятся' общее и критериальное уравнения движения чувствительного элемента, а также вводятся безразмерные величины. Для различных условий измерения приводятся уравнения движения в безразмерной форме. Для расчета течения в тороидальном канале расходомера рассматривается уравнение Навье-Стокса, которое после наложения граничных условий сводится к течению, аналогичному течению Пуазейля. Полученное уравнение для определения поля скоростей эллиптического типа решается числен-

- ГЗ ~

ным методом. Профиль канала с чувствительным элементом и без него определяется наложением пространственной решетки. Для различных каналов такого типа расходомеров поле скоростей и параметры течения были расчнганы И.Н.Ивановым.

Анализируется расходомер с аксиальной геликоидальной турбинкой с позиции теории подобия. Применяя тс-теорему, функциональная зависимость приводится к безразмерному виду. Полученные безразмерные критерии подразделяются на три группы: выделяются основные величины, используемые при эксплуатации, величины, влияющие на образование кавитации, и величины, связанные с геометрическими особенностями расходомера, которые применяются при выборе оптимальных параметров турбинки при конструировании. В отличие от других исследователей вводится безразмерная величина, учитывающая инерционность турбинки, и величина, аналогичная числу Струхаля, содержащая шаг турбинки. Подчеркиваются сложности при разработке общей теории турбинных расходомеров и методов их пересчета, так как до настоящего времени не определена методика измерения и физическая единица смазочных свойств жидкостей.

Исследуются вихревые расходомеры с учетом измерения вязких ад-костей . Общая функциональная зависимость вихревых расходомеров использующих эффект дорожки Кармана, достаточно проста и в принципе представляет собой зависимость числа Рейнольдса от числа Струхаля. Однако на практике возникает необходимость учета и других факторов например, особенности конструкции чувствительных элементов съема сигнала и т.д., которые значительно усложняют процесс измерения ра хода. Проведенные исследования на вязких жидкостях в диапазоне изм нения вязкости среды не выявили существенных отклонений от общего закона, но и не позволили считать влияние этого фактора пренебрежи малым. В связи с чем было принято решение - нормировать погрешносч в исследуемом диапазоне.

.. Рассматривается подобие потоков в тепловых расходомерах при измерении расхода различных газов. Экспериментальное исследование тепловых расходомеров типа ДРГ на различных газах показали, что характер зависимости их показаний от физических свойств измеряемо! среды сложен,на что указывает не адекватность градуировочных крив) Функциональная зависимость определения расхода для конкретной мод ли тепловых расходомеров в итоге сводится к зависимости от четыре:

безразмерных величин, т.е. показания зависят от чисел Рейнольдса и Прандтля, а также от отношения температуры газа к температуре атмосферы. Для термоанемомэтрического шахтного расходомера типа "ТАИРР создана методика пересчета показаний с воздуха на метан. Методика создана с целью ее применения при поверке и градуировке выпущенноп из производства расходомера. Пересчетные коэффициенты определялись по результатам эксперимента и обработке путем аппроксимации методо) наименьших квадратов.

Пятая глава посвящена измерению расхода малых и микрорасходов, протекающих преимущественно газообразных сред.

Изучаются пленочные расходомеры, в которых измеряемый объем отсекается жидкой пленкой. Приводится формула расхода. Определяете радиус кривизны жидкой пленки, вычисляются площади поверхности жид кой пленки при движении в прямостенной трубе, диффузоре и при пере ходе из прямой трубы в диффузор. Вычисляется давление в замкнутом объеме движущегося газа. Показывается, что несмотря на малые числа Рейнольдса, в рассматриваемых расходомерах реализуется не известно течение Пуазейля, а более сложное течение. Рассматривается погрешность пленочных расходомеров с точки зрения теории погрешностей. Устанавливаются влияющие факторы и их возможные значения.

Исследуются пузырьковые расходомеры';., в которых расход олредел ется по количеству пузырьков, вытекающих-из сопла погруженного в жидкость. Изучаются три этапа образования»,пузырька: формирование, отрыв и всплытие. Приводятся необходимые условия измерения, формул критического максимального расхода, и влияние температуры и давлен при измерении на массового расхода газа.

Рассматриваются реометры с диафрагмой; и капилляром. Обобщены ; развиты их теории применительно к измерений расхода газообразных сред отличных по своим физическим свойствам от стандартных (воздуха). Для реометров с диафрагмой берется за основу теория расходоме ров с сужающими устройствами, и приводятся приближенные пересчетные формулы. Для реометров с капилляром, в которых'реализуется ламинар ный режим течения, приводятся формулы расхода, пересчетные формулы учитывающие вязкость, плотность, давление и температуру измеряемой среды. Приводится сравнительная таблица и характеристики основных зависимостей для реометров с диафрагмой и капилляром.

Изучаются расходомеры ламинарного потока. Для них приводятся

формулы расхода и пересчетные формулы для различных случаев и условий измерения. Приводятся коэффициенты гидравлического сопротивлеши для некоторых каналов с различными профилями проходного сечения.

Шестая глава посвящена экспериментальному оборудованию -расходомерным установкам: газожидкостным, газомерным и жидкостным.

Изучаются газожидкостные потоки с целью измерения их параметро£ и идентификации потоков необходимых при измерении расхода. Рассматриваются вопросы подобия газожидкостных потоков. Для идентификации газокидкостных потоков вводятся модифицированные аналоги числа Фру-да. В одном случае в качестве характерного линейного размера берется приближенная величина глубины "мелкой воды", а в другом случае высота газового пространства. Экспериментальные исследования, проведенные во ВНМИР Г.Д.Хомяковым, подтвердили правомочность такого усовершенствования и показали, что они позволяют точнее разграничить границы режимов течения газожидкостных потоков. Для газокидкостных потоков в прямых горизонтальных трубопроводах приводятся формулы вычисления их параметров и расходов. Описывается анализатор, позволяющий определить газосодержание газожидкостного потока .

Для точного измерения объема и расхода газа описываются два газовых колокольных мерника разработанных автором. Введенные усовершенствования позволяет повысить точность измерения расхода за счет уменьшения горизонтальных колебаний газового колокола..

Описывается жидкостная расходомерная установка, которая может применяться для поверки ротаметров методом сличения.

Седьмая глава посвящена математической обработке результатов измерения с целью применения ЭВМ и автоматизации вычислительных работ, например, при создании пересчетных таблиц и производстве пересчета показаний расходомеров . Из широкого круга задач рассматривается только наиболее часто встречающаяся задача аппроксимации, которая сводится к поиску аналитической зависимости в виде эмпирической формулы для случая, когда значения функции получены из опыта с реальной погрешностью и результаты приведены в табличной форме. Точный вид этой зависимости при этом, как правило, найти невозможно. Однако для практических целей бывает достаточно приближенное представление функции в виде простой и удобной для записи формулы, удовлетворяющей следувдим условиям: значение функции, вычисленные по эмпирической формуле в узловых точках достаточно близки к значениям, полученным

опытным путем, и их отклонения (невязки) не превышают погрешности эксперимента; характер функции наиболее близко соответствует наблюдаемому физическому процессу; формула позволяет вычислить промежуточные значения функции.

Такая постановка задачи содержит массу неопределенностей, допуская неограниченно произвольный выбор функции. Одним из известных методов, применяемых для решения этой задачи, является метод наименьших квадратов (МНК) и его разновидность - аппроксимация функции ортогональными полиномами (МНКОП) .

В работе уделяется внимание практическому применению и развитию данного метода, предложенного Дк.Форсайтом : выбор весовой функции, нормирование исходных данных. Критерии адекватности уравнения регрессии представляются в виде:

- для наблюденных значений

N

Kt = UN-1-пГ1 1 íyt - yn(x1)32}°-5 , N

Кг = 10Of (N-1 -n)J [yt - % ,

N

K3 = 100{ (N-1-n)~1 Y - yn(x1)]%j^}0-5 % ;

- для кривой регрессии

N

* уя-т<1М-пГ'¿[у, - yn(Xl)^>°'5 . .

N '

К5 = 100tp{N~1(N-1-n)-1 I [у± - у^)]2/^)0-5 % ■;,

N

Кб - 100tp{N-1(N-1-n)"1 £ Гу± - J^^)]2/^}0-5 * .

где t -коэффициент Стьюдента для Р -процентного уровня*вероятности

(ДЛЯ Р = S5 % t95 = 1 .96 + 2.35V1 + 3.2v~|-+ 5.2v~3,8A ,

где v = N-1-n - степень свободы ).

Приводится удобный и простой метод нахождения уравнения регрессии эмпирическими формулами, выбрав некоторый класс функций (из заранее заданного многообразия), соответствующий по своему характеру

исследуемому физическому процессу. Метод основан на использовании

>

Таблица

Преобразованные переменные Конечный вид функции ! 1

1 '2 ' ;

хн = х ,ун = у У = Р (X) = С П+С ,х+...+С Xй п п п,0 п,1 п,п

Хд = ЗЬ(Х) Ун = У уп= Рп(зЬ(х)) = = СП< 0+Сп_ 1 ¡ЗШ'Х)+... +СП1Пз11п (х)

Хц = х ,ун = у2 у = Р°-5(х) =СС „+С х"1!0-5 п п п, О п, 1 и,и

Хц = АгаЩх) Ун = У Уп= Рп(АгзМх)) = = СП10+Сп<1АгаЬ(х)+...+СП1ПАг8Ьп(х)

Хд = 1/х ,УН = у уп=рп(1/х) = СП>0+СП11Х-Ч...+СП1ПХ-'

хн = 1/2 Ун = 1/у Уп= 1/1'п(1/х) = = 2^/(0 ^+0 .X11 + . . .+С )

Хд = 1/Х Ун = 1пх УП= ехр(Рп(1/х)) = = ехр{[СИ10ха+...+Сп

Хд = 1пх Ун = 1пу Уп= ехр[Рп(1пх)] = = ехр[С „+С ,(1пх)+...+0 (1пх)п] у п,0 п,1 п,п

Ун = У Уп= РП(Х~0-5) -= С ,х"'/2+...+С х"п/г п, О п, 1 л,п

Хд = АгсЬх Ун = У Уп= Рп(АтсЬх) = = С „+С ,АгсЬх+...+0 АгйЛс п,0 п,1 п,п

Хд = Агсгьх Ун = У Уп= Рп(Агсгг1х) = = Л+С ,АгсШх+...+С__АгсЫЛ: XI, О П, 1 п,п

*н = Ун = У уп= РП(Х0-5) = -■°п.О+Са.1*1/г+—^п^8

*н = Ун = У У»- Рп({Г*> - - °п.О+0п.1в~*+—+Сп.п*~т

Окончание таблицы

1реобразованные юременяые Конечный вид функции

1 а

1! II yn= pn;th(x)) =

г _ ¡»+tif-v\ Uj — v.i.'U"; rH « У Уп= Pn(othfT)) = 0 -+о ,cthfx>+...+C cthn(x) n.O ri, 1 ' n.Ji

^ = X J-g = Arsh(y) УП= sh(Pn(x)) = = sh( С /+С + ) x п.0 n,1 n,n

- 2 iTH = Arcix(y) у -- ch(F (xn ■== Jn n4 ' = ch(G -+C r1)

SH = X 7 = py 'H у = ln(P (X)\ = ' n n = mc с Л+с .x+...+с xn) n,0 n, i ii. n

Sjj = X yH = sh(y) Уп— Arsh(Pn(x)) = =-- ArshiC „+0 .x+...+С Xй) n.O n,1 n.n

^ = X Ун = СП(у; yn= AT3h(Paix)) -= Arch(С ,,+0 .X+...+C x") n,0 n,1 n,n

= х Ун = oth(у) Уп= Arcth(Pn(x)) = n= Arcth(C;i0+C/if1X+...+Cn>nXn)

*н = х Ун = 1/у yn= 1/Pn(x) = = 1/(0 n+C ,x+...+C Xй) n, О n, 1 n.n

Х^Х Ун = in(у) yn= exp(Pn(x)) = exp( С „+С „x+...+С Xй) r n.O n,1 n,n

Хц = СЗХЕ Ун = У Уп= Pn(ch(D) = = Cn.O+0n,1Ch(l)+'--+Cn.nCiin(X>

Хц = х ун = Arcth(y) Уп= cth(PB(D) =

ЭВМ. В результате получим уравнение регрессии в виде эмпирической формулы от некоторого количества параметров, которые будут тождественно равны коэффициентам промежуточного аппроксимирующего полинома, В работе представлена таблица из 25 классов функций для эмпирических формул (Всего 25x5=125 функций). При желании количество функций можнс расширить. Метод применим для многомерного случая.

Описывается метод аппроксимации функции многих переменных многомерными ортогональными полиномами, который является обобщением метода предложенного Дж.Форсайтом для одномерного случая.

Рассматривается случай аппроксимации многомерной функции, когда известны ее некоторые точные значения.

В заключении сформулированы основные результаты исследований, выполненных в рамках диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

I. Создана теория расходомеров постоянного перепада давления (ротаметров), рассматривающая гидрогазодинамические процессы, происходящие в них, с позиции обтекания поплавка потоком измеряемой среды и использующая классические метода гидродинамики : проведена классификация, установлено подобие гидродинамических процессов, получены дифференциальные уравнения движения, формулы расхода и критериальные уравнения, исследованы различные вопросы повышения точности измерения расхода (наклон ротаметра, колебание поплавка ротаметра, влияние гравитационного поля Земли, влияние конструктивных допусков, стабилизация поплавка по оси), а также разработаны общие и частные методы пересчета метрологических характеристик ротаметров на жидкие и газообразные среды; созданы пересчетные таблицы коэффициентов сопротивления поплавкадля 70 жидкостных общепромышленных ротаметров различных модификаций (типов РМ,РП,РЭ и ВИР) и для 7 газовых ротаметров (РМ-ГС и медицинских изготовляемых по ТУ ТА2-833-005).

.,2. Введена величина, характеризующая сопротивляемость текущих сред, имеющая размерность силы и позволяющая упорядочить газы по их физическим свойствам и выбрать газы-заменители при моделировании газодинамических процессов .

3. Для средств измерения расхода применяемых в технологических процессах разработаны и обобщены теории и метода измерения жидкостей

газов отличных по своим свойствам от стандартных градуировочных ед (воды, воздуха) : созданы теории средств измерения расхода од-й из разновидностей шарикового расходомера типа "Шторм", пленочных пузырьковых расходомеров; пересмотрена теория подобия процессов в сходомерах с аксиальной турбинной( введен безразмерный критерий, итыватаций момент инерции турбинки и аналог числа Струхаля, учитьг-нлций шаг турбинки); разработан метод нормирования погрешностей хревых расходомеров при измерении вязких жидкостей; установлено добие процессов протекающих в тепловых расходомерах типа ДРГ ыявлены влияющие безразмерные критерии, приведена функциональная висимость) и разработан метод пересчета с воздуха на метан шахт-го тэрмоанемометрического расходомера типа "ТАИРГ"; изложена с иных позиций обобщенная и развитая теория реометров с диафрагмой с капилляром и расходомеров ламинарного потока; для газожидкостных токов даны два новых аналога модификации числа Фруда, позволяющие чнее описать подобие процессов и характеризовать формы течения, иведены формулы, позволяющие устанавить условия единства измерения коротких горизонтальных трубопроводах , и предложено устройство я определения газосодержапия в потоке.

4. Для автоматизации обработки экспериментальных исследований помощью ЭВМ (создания пересчетных таблиц) разработаны новые методы-эдставления результатов измерений эмпирическими формулами, являго-зся обобщением на многомерный случай метода аппроксимации Дж.Фор-йта ортогональными полиномами для одномерного случая: выбор веcotí функции при метрологических исследованиях, нормирование исходных яных, выбор критериев адекватности уравнения регрессии (вводятся зть критериев); метод аппроксимации функции многих переменных иноверными ортогональными полиномами; метод аппроксимации многомерной акции при наличии точных значений и значений полученных опытным гем с некоторой погрешностью.

Основные результаты диссертации изложены в следующих Зликациях.

А. Книги и обзоры:

1.Каратаев Р.Н..Копырин М.А. Расходомеры постоянного пе-пада давления(ротаметры). М.: Машиностроение, 1980.-96 с.

2.Каратаев Р.Н. Вопросы повышения точности общепромышлен-

- -Z-) -

ршс расходомеров.Обзорная информация.-М.,1938 - с. 40,ил.-(Оер."Метрологическое обеспечение измерений"; ВылЛ / ВНИИКИ). -В надзаг.: Госстандарт СССР.

3.Каратаев P.E. Измерение малых расходов газа .-Обзорная информ.-М.,1988.-52 с.,ил.-(Сер."Метрологическое обеспечение измерений";Вып.2/ ВНИИКИ).В надзаг.:Госстаддарт СССР.

4.Каратаев Р.Н., Газетдинова Г.К. Вопросы представления результатов метрологических исследований с использованием ЭВМ. Обзорная иформ. -М.,1590. 56 е., ил.- (Сер. " Метрологическое обеспечение измерений";Вып. I /ВНИИКИ ).В надзаг.¡Госстандарт СССР.

5.Каратаев Р.Н..Пулина Н.А.,Лысов В.Б. Измерение малых расходов газов при производстве изделий микроэлектроники.Обзоры по электронной технике.-М.,1988 - с.44,ил.-(Серия 8. Управление качеством,стандартизация,метрология,испытания.Выпуск I

(1328)/ЦНИИ"Электроника").

6.Гаршин П.А.,Каратаев Г.Н..Личко А.А.,Смирнов P.E., Суслов В.Я..Тупиченков A.A. Современные гидродинамические исследования в области расходометрии. М.: Изд.ВНИИКИ 1976,- 50с.

Б. Основные статьи

1.Каратаев Р.Н. Безразмерные критерии'и подобие штока в расходомерах постоянного перепада давления.-Изв. ВУЗов,Авиационная техника.1974.N з.с. 127-130.

2.Каратаев Р.Н. К вопросу аппроксимации функции многих переменных ортогональными полиномами. Казань.Труды КАЯ,Выпуск 171,1974.

3.Каратаев Р.Н. К вопросу аппроксимации функции расхода методом наименьших квадратов.М.¡ВИНИТИ per.номер № 715-74.

4.Каратаев Р.Н. К расчету течения вязких жидкостей в кольцевых каналах.Тезисы докладов научн.-техн.конференции "Механика сплошных сред".посвященная 60-летию СССР г.Набережные Челны, 13-15 окт.1982,с.76.

5.Каратаев Р.Н.Методика пересчета градуировочных характеристик ротаметров.НТРС "Метрология и точные измерения" 1976,М 6.

6.Каратаев Р.Н.Методика пересчета матрологических характеристик ротаметров. НТРС "Метрология и измерительная техника"

973, * 7.

7.Каратаев Р.Н.О влиянии наклона ротаметра на его показания руды метрологических институтов СССР J6 182/242 ,1977.

8.Каратаев Р.Н. О колебании поплавка ротаметра в устано-ившемся потоке.Труда метрологических институтов N 153 (213) азань: Стандартгиз,1Э76,с. 100-104.-

Э.Каратаев Р.Н. О пересчете характеристик ротаметров.-Из-ерительная техника 1976,N 12,с.27-28.

Ю.Каратаев Р.Н. Об одном случае точечкой аппроксимации ногомерной функции.Казань,Труды КАИ,Выпуск 163,1975.

11.Каратаев Р.Н., Коноплев Ю.С., Шогош Л.Н., Иванов см И.Н., уртазина Г.З.Дайритонова Н.с.Теоретическая модель тахомотри-еского шарикового расходомера,- Метрологические исследования

области измерения расхода и количества веществ: Сб.науч.тр./ НИИФТРИ - М.,1984 , С. 48-55.

12.Каратаев Р.Н.«Лысов В.Б.,Пулина H.A..Якуйенко Е.А.Авто-атизация измерения газовых сред при производстве ИЭТ.-Электрон-ая техника.Сер.Управление качеством,стандартизация,метрология, спыташя.М.:ЦНИИ "Электроника",1991,вып.4(146).с 29-31

13.Каратаев Р.Н.,Мазо Ф.Е. Автоматизированный .метод оггределе-ия метрологических характеристик расходомеров постоянного перепада авления и счетчиков газа. "Измерительная техника", 1989, J6 10,

. 26-27.

14.Каратаев Р.Н.,Пулина H.A. Практические вопросы пересче-а метрологических характеристик специальных газовых ротамв-ров.-Электронная техника.Сер."Управление качеством,мбтроло-ия,стандартизация",1980,вып.1(79), с, 79-83.

15.Каратаев Р.Н. .Сиркунен Г.И. К вопросу об измерении.", азообразного хлора в хлораторах питьевой вода. Тезисы докладов сесоюзной научн.-техн. конференции "Развитие'системы метрологичес-ого обеспечения измерений расхода и количества веществ" Казань, НИИ?, 1991, с.97.

16.Каратаев Р.Н..Хомяков Г.Д. Обеспечение единства измерена расхода газожидкостных потоков. -"Метрология и точные из-ерения", М. ,1979,ВНШШ, Выпуск 4.

17.Гилязова Н.С..Каратаев Р.Н. Обтекание овала потенциаль-т штоком идеальной жидкости;в плоском диффузоре.Изв.ВУЗов

"Авиационная техника" 1975,Jé 2.

18.Пулина H.A..Каратаев P.H.,Лисов Е.Б. Влияние конструктивных допусков на метрологические характеристики ротаметров. - Электронная техника.Сер. Управление качеством,стандартизация, метрология,испытания.1982,вып. 7 (99),с.48-50.

19.0ивачев A.B..Черкасова A.A..Дворянкина Е.Б..Каратаев Р.Н. Влияние состава дыхательных газов на градуировочные характеристики медицинских расходомеров. Тезисы докладов Республиканской нэучн.-техн. конференции "Новые возможности современного медицинского приборостроения " Киев, 1331

20.СивачеБ A.B..Черкасова A.A..Дворянкина Е.Б..Каратаев Р.Н. Исследование динамических характеристик турбинного преобразователя для приборов функциональной диагностики легких. Тезисы докладов Всесоюзной научн.-техн. конференции "Развитие системы метрологического обеспечения измерений расхода и количества веществ" Казань, ВНИИ?, 1991, с.112.

21.Тупичвнков A.A.«Кзратаав Р.Н..ЗишнеЕский П.М.Пересчетные номограммы для ротаметров.Труды метрологических институтов СССР, выпуск I36/I96,M.,1972.

22.Хомяков Г.Д.,Каратаев Р.Н..Кошрин М.А. К идентификации форм течения газокидкостных потоков. -Изв.ВУЗов" Авиационная техника" 1982 К 2, с.88-91.

23.Хусаинов Н.М.,Каратаев Р.Н. Государственный стандарт ГСИ.Ротаметры.Методы и средства поверки,- В кн.:Метрология и измерительная техника,ВНИИКИ.1975,N 2,с. 10.

24.Хусаинов Н.М..Каратаев Р.Н..Пулина Н.А.,Лысов В.Б.Дай-ритонова Н.С. Опыт эксплуатации ротаметров газа в электронной промышленности."Измерительная техника",1987,* 12,с.32-33.

В. Признаны изобретениями

1. Авт св.СССР * 372 449 Ротаметр . Каратаев Р.Н. Б.И. 1973,

» 13

2. Авт.св.СССР Л 392 342 Поплавок ротаметра . Каратаев Р.Н., Хусаинов Б.Г. Б.И. 1973, Л 32.

3. Авт.св.СССР * 489 956 Регулятор перепада жидкости или газа. Каратаев Р.Н. Б.И. 1975, Л 40.

4. Авт.св.СССР № 623187 Распределительное устройство.

[аратаев Р.Н. Б.M. 1978, л зз.

5. Авт.св.СССР* 813 234 Анализатор газозмдаостного потока, [аратаев Р.Н.,Хомяков Г.Д. Дайритонов Х.А. Б.И. 1981, № 10.

G.Abt.св.СССР J6I 408 233 Колокольная расходомерная установка им газа. Каратаев Р.Н..Шарипсв А.К..Патрушев В.Н.,Колмаков И.А. 5.И. 1988, JS 25.

7. Авт.св.СССР Л I 527 500 Поплавок ротаметра. Каратаев Р.Н., 1улина H.A. Б.И. 1989,#45.

8. Авт.св.СССР Je I 599 657 Поплавок ротаметра. Беляков C.B., Саратаев Р.Н. .Сивачев А.В.,Черкасова A.A. Б.И.1990, № 38.

9. Авт.св.СССР № I 585 685. Расходомер картершх газов поршяе-юго двЕгатедя.Нурманов Д.Ш..Чигвинцев А.Л.,Шонов И.М..Каратаев Р.Н. 3.И. 1990, JR 30.

10. Авт.сз.СССР № I 763 895 Расходомер . Каратаев Р.Н., {аратаев O.P. Б.И.1992, .№ 35.

11. Патент России. JG 2039937 Ротаметр . Каратаев Р.Н., Завиных Б.В. Б.И. 1995, # 20 , с.187

12. Патент России. J6 2039943 Колокольная расходомерная уста-зовка для газа.Каратаев Р.Н..Каратаев O.P. Б.И. 1995, J6 20 . с.188

13. Заявка на изсбр. M 5056946/10(036365) Расходомер . Баратаев Р.Н.,Каратаев O.P. (положительное решениеи 17.09.94)

Г. Нормативно-технические документы

I.ГОСТ 8.122-74 "ГСИ.Ротаметры.Методы и средства поверки" 2.ГОСТ 8.122-85 "ГСИ.Ротаметры.Meтодика поверки"

3.ГОСТ 12.4.081-80 "ССБТ.Метод измерения объемного расхода воздуха.подаваемого в шланговые средства индивидуальной защиты".

4. ММ 329-83 Методические указания.Расходомерные поверочные установки,комплектуемые аттестованными ротаметрами.

5. ММ 330-83 Методические указания.Ротаметры,входящие в состав поверочной установки.Метода и средства поверки.

6. МИ 698-85 Методические указания по измерению криогенных газов газосчетсчиками при различных физических условиях.

7. МИ 735-85 Методические указания. Расход газа. Методика выполнения измерений ротаметрами в криогенном производстве.

8. МИ 894-85 Методические указания.ГСИ.Преобразователи расхода вихревые для измерения вязких жидкостей. Методика поверки.

9. МИ 1420-86 Методические указания.ГСИ.Расходомеры постоянного перепада давления.Пересчет метрологических характеристик.

10. МИ 1727-87 Методические указания.Расходомеры шахтные пере носдае .Методика поверки.

11. МИ 1728-87 Методика пересчета градуировочной характерней! ки расход воздух?, - расход метана расходомера газа шахтного переноснонго ТАИРГ.

12. МИ 1783-87 Методические указания.Расход гелия и гелиевых смесей. Методика выполнения измерения ротаметрами.

13. МИ 1821-87Методичбскке указания.Ротаметры медицинские. Пересчет градуировочнкх характеристик.

14. МИ 1821-87.Приложение 4. Пересчетные таблицы медицинских ротаметров кзготавлиемых по ТУ TA2-833-Q05.

15. МИ 2028-89 Рекомендация.ГСИ.Методика пересчета градуиро-вочных характеристик с воздуха на газообразный хлор ротаметра вакуумного хлоратора.

16. МИ 2289-89 ГСИ.Аппарат спиртоизмеряющий контрольный. Методика поверки.

17. РДМУ 44-76.Методические указания по пересчету градуировоч ных характеристик расходомеров постоянного перепада давления.

18. ОСТ II 068.032-81 Метод пересчета градуировочяих характеристик специальных газовых ротаметров

19. ОСТ II 068.032-81 Приложение 8.Математическое обеспечение измерения технологических газов специальными газовыми рота- . метрами.

20. ТПр 86-83 Типовая программа метрологической аттестации ротаметров, входящих в состав поверочной установки.

21. ТПр 86-91 Типовая программа метрологической аттестации ротаметров,входящих в состав поверочной установки.

22. ТПр 87-83 Типовая программа метрологической аттестации расходомарных установок,комплектуемых атестованными ротаметрами.

23. ТПр 87-91 Типовая программа метрологической аттестации расходомерных поверочных установок,комплектуемых аттестованными ротаметрами.

24. ТПр 118-85 Типовая программа метрологической аттестации вихревых преобразователей расхода на вязких жидкостях.

■-ZC-