Kafedrasi “sanoat korxonalarida energiya tejamkor tadbirlarni samaradorligini baholash”

Ultratovush orqali sarf o`lchash usuli
Katta diametrli quvurlarda oqim o'lchovlarini amalga oshirish uchun ultratovushli oqim o'lchagichlari eng istiqbolli ko'rinadi. Issiqlik energiyasining ko'plab manbalarida ushbu turdagi oqim o'lchagichlar asta-sekin an'anaviy o'zgaruvchan bosim o'lchagichlarni almashtirmoqda.
Ultrasonik oqim o'lchagichlar issiqlik energiyasini iste'molchilarga (kichik diametrli quvurlarda) o'rnatilgan issiqlik o'lchagichlarda ham keng qo'llaniladi.
Ultrasonik oqim o'lchash usulining bir qator navlari mavjud: vaqt-puls, Doppler, korrelyatsiya. Barcha holatlarda boshqariladigan oqim ultratovush orqali o'tadi va uning tezligi ultratovushning transmitterdan qabul qiluvchiga o'tish vaqti bilan belgilanadi, chunki tovush to'lqinining harakatlanuvchi muhitda tarqalish tezligi geometrik oqimga teng. statsionar muhitdagi tovush tezligi va muhit tezligi yig'indisi (4-rasm).

Ultratovush tebranishlarni qabul qiluvchi-emitentlari

4-rasm. Ultratovush o`zgaruvchisining diagrammasi.


O'lchov usulining xususiyatlari:

• oqimdagi konstruksiyalarning elementlarini o'z ichiga olmaydi;

  
  

• oqim tezligini o'lchashning keng diapazonida (1:50 gacha) o'lchashni ta'minlaydi;

  
  

• trubaning ichki yuzasida shkala qatlamlarini shakllantirish uchun juda muhim;

  
  

• quvur liniyasining uzun tekis uchastkalarini talab qiladi (qurilmadan oldin 10Dy yoki undan ko'p va keyin 5Dy).

  
  

Ultratovush oqim sensorlari quyidagi afzalliklarga ega: ular muhit oqimiga gidravlik qarshilik yaratmaydi, nisbatan keng dinamik diapazonni va o'lchovlarning yuqori chiziqliligini ta'minlaydi, yuqori aniqlik va ishonchlilikka ega va to'kilmasin (simulyatsiya) tomonidan tekshirilishi mumkin. quvur liniyasidan demontaj qilmasdan usullar.

Ultratovush oqim o'lchagichlari talab qilinadigan uzun tekis bo'laklar, o'rnatish vaqtida yuqori aniqlikdagi chiziqli o'lchovlarni bajarish zarurati, muhitning "havolanishiga" sezgirlik, quvur liniyasining ichki yuzasi holatiga sezgirlik (agar qisqich bo'lsa) bilan tavsiflanadi. oqim datchiklari ishlatiladi).
Ko'p nurli ultratovushli oqim o'lchagichlarning paydo bo'lishi to'g'ri uchastkalarning uzunligini bir necha baravar qisqartirish imkonini berdi, zavodda ishlab chiqarilgan o'lchov uchastkalaridan foydalanish to'g'ridan-to'g'ri quvur liniyasida yuqori aniqlikdagi chiziqli o'lchovlarni amalga oshirish zaruratini yo'q qildi, murvat va qisqich o'rtasidagi tanlov -on datchiklar quvur liniyasining ichki yuzasi holatini hisobga olishga imkon beradi.
Ultrasonik o'lchovlarning quyidagi asosiy usullarini ajratish mumkin: vaqt usuli; korrelyatsiya usuli; chastota, faza va Doppler usullari.
Vaqtni o'lchash usuli ultratovush signallarini oqim yo'nalishi bo'yicha va unga qarshi suyuqlik oqimi tezligi vektoriga burchak ostida joylashgan oqim o'lchagichning akustik kanaliga chiqarishga asoslangan. O'lchangan tranzit vaqt farqi suyuqlik oqimi tezligi bilan belgilanadi. Ushbu o'lchash usuli eng ko'p qo'llaniladi.
Chastota usuli bir vaqtning o'zida oqim bo'ylab va unga qarshi yo'naltirilgan qisqa ultratovush impulslarining yoki ultratovush tebranishlarining "paketlari" ning takrorlanish chastotalaridagi farqni o'lchashdan iborat. O'lchangan farq chastotasi oqim tezligiga proportsionaldir.
Doppler o'lchash usuli Doppler effektiga asoslanadi va chastota usulining o'zgarishi hisoblanadi.
Ko'rib chiqilayotgan ultratovushli o'lchash usullarining afzalliklari quyidagilardan iborat: 10⁴ Gts gacha pulsatsiya chastotasi bilan pulsatsiyalanuvchi oqim tezligini yuqori aniqlik bilan o'lchash imkonini beradigan yuqori tezlikli oqim o'lchagichlarni ta'minlash imkoniyati.
Kamchiliklari - o'lchov sifatining suyuqlikning fizik-kimyoviy xususiyatlariga (uning harorati, bosimi, kontsentratsiyasi va boshqalar), suyuqlik oqim tezligining taqsimlanish profiliga va birlamchi transduserlarni o'rnatishning aniqligiga yuqori bog'liqligi.
Korrelyatsiyani o'lchash usuli quvurning ikkita berilgan uchastkasi orasidagi oqimning bir xilligining harakatlanish vaqtini o'lchashga asoslangan. Oqimning bir xilligi aytilgan bo'limlar tekisligida tarqaladigan ultratovush signallarini modulyatsiya qiladi. Suyuqlik oqimi ushbu bo'limlar orasidan o'tadigan kichik masofa tufayli ulardagi signallar bir xil nomutanosibliklar bilan taxminan teng modulyatsiya qilinadi. Oqim tezligini aniqlash uchun quvur liniyasining berilgan uchastkalarida maksimal korrelyatsiya koeffitsientiga ega signallarning paydo bo'lishi orasidagi vaqt o'lchanadi.
O'lchovning korrelyatsiya usuli katta dinamik diapazon, o'lchov aniqligining suyuqlikning fizik-kimyoviy xususiyatlariga, quvur liniyasining sifatiga va birlamchi konvertorlarni o'rnatishning aniqligiga zaif bog'liqligi bilan tavsiflanadi. Usulning nochorligi - oqim tezligining o'zgarishiga qurilmaning uzoq vaqt javob berish vaqti.
Ultratovush tebranishlarning chastotasi odatda 1 MGts ga yaqin tanlanadi.
Kichik diametrli quvurlar uchun ultratovushli oqim o'lchagichlar, qoida tariqasida, kesilgan PPR o'rnatilgan o'lchov qismlari bilan ishlab chiqariladi.
Ultratovush oqim o'lchagichlarni tekshirish simulyatsiya yoki oqim usullari bilan amalga oshirilishi mumkin.
Katta diametrli quvurlardagi (issiqlik energiyasi manbalari uchun umumiy) oqimni o'lchash uchun ultratovush tezligiga harorat ta'sirini qoplashni ta'minlaydigan ko'p nurli va ko'p kanalli oqim o'lchagichlarga ustunlik berish kerak, ikkala qisqichdan ham foydalanish imkoniyatini ham. o'ralgan sensorlar; tayyor o'lchash bo'limlari bilan jihozlangan, PPR va oqim o'lchagichni hisoblash moslamasi o'rtasidagi maksimal ruxsat etilgan masofaga ega, 180 ° C gacha bo'lgan sovutish suvi haroratida ishlaydi; PPR atrof-muhit ta'siridan yaxshi himoyalangan.
Issiqlik energiyasi manbalarida oqim o'lchash nuqtalarining ko'pligi (ta'minot, qaytarish liniyalari, bo'yanish quvurlari, texnologik quvurlar va boshqalar) bo'lishi odatiy holdir. Shuning uchun, oqim o'lchagichlarda axborot tarmog'ini tashkil qilish uchun apparat va dasturiy ta'minot bo'lishi mutlaqo zarur. Shubhasiz, oqim o'lchagichlarni tarmoqqa ulash va ularni mavjud avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimiga integratsiya qilish, agar bir ishlab chiqaruvchining qurilmalari ishlatilsa, juda soddalashtiriladi.