Исследование и разработка метода и устройств переобразования массового расхода на основе информационных свойств поступательно-вращательных потоков

• Автор: Асатрян, Эдик Хачикович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .
1. Принципы построения массовых расходомеров с поступательновращательным потоком ПВП .

1.1. Основные закономерности динамики ПВП

1.2. Генераторы вихревых колебаний на основе ПВП

1.3. Измерительные преобразователи вихревых колебаний .

1.4. Методы измерения массового расхода на основе ПВП Выводы

2. Теоретические и экспериментальные исследования информационных свойств ПВП

2.1. Исследования и анализ процесса формирования сигнала измерительного преобразователя .

2.2. Разработка и описание экспериментальной установки 5Ь

2.3. Исследование информационных характеристик сигнала измерительного преобразователя .
2.4. Разработка метода преобразования массового расхода по амплитудночастотным соотношениям сигнала измерительного преобр. азователя.ЬЗ
Выводы Ь
3. Разработка и исследование структурных схем преобразования массового расхода .
3.1. Структурная схема преобразования массового расхода с одним измерительным преобразователем
3.2. Структурная схема преобразования массового расхода с двумя измерительными преобразователями
Стр.
3.3.Частотноцифровое счетнорешающее устройство преобразователя массового расхода .
Выводы .
4. Оценка метрологических характеристик преобразователей массового расхода на основе поступательновращательных потоков. Ь
4.1. Анализ погрешностей вычислительных устройств и измерительных преобразователей расходомера . Ь
4.2. Исследование и анализ систематических и случайных погрешностей .
4.3. Средства градуировки и поверки вихревого массового расходомера .
Выводы
Заключение
Литература


Разработанный метод преобразования массового расхода на основе ПВП, являющийся оригинальным, послужил базой для создания обобщенной структурной схемы преобразования массового расхода с преобразованием сигналов измерительного преофазователя как в аналоговой, так и в цифровой форме. С -? Основные положения диссертации, выносимые на защиту. Математическая модель, показывающая связь перепада давления в ядре ПВП с кинетической энергией движущегося потока. Предложение преобразовать в электрический сигнал перепад давления в ядре ПВП и частоту прецессии однородным по физическому принципу измерительным преобразователем. Результаты исследования математической модели сигнала измерительного преобразователя, экспериментально подтвердившие гипотезу о том, что эти сигналы представляют собой периодические импульсы напряжения параболической формы, причем спектры сигналов и соотношения амплитуд гармоник не изменяются при изменении расхода. Метод формирования унифицированного сигнала для управления и контроля с применением двух измерительных преобразователей, включенных дифференциально, в результате которого унифицированный сигнал получается вычитанием одного сигнала измерительного преобразователя из другого; одновременно с этим повышается чувствительность и точность преобразователя и уменьшаются систематические погрешности. Структурные схемы преобразования массового расхода с одним и двумя измерительными преофазователями и разработанная на основе анализа структур обобщенная структурная схема. Поступательно-вращательное движение потока может быть осуществлено различными способами. На рис. В первой из них [рис. I в цилиндрическую камеру 2, в которой поток закручивается и затем, вращаясь, двигается к выходному патрубку 3. Далее поток из патрубка 3 выходит в расширяющуюся камеру 4, заполненную той же средой. Цилиндрическая камера с винтовым завихряющим аппаратом показана на рис. На рис. Поток, как и в предыдущем случае, поступает в корпус I, затем поступает в центральную область 2, которая приводится во вращение отдельным приводом 5. Вследствие возникновения касательных напряжений между жидкостью и вращающимся цилиндром поток закручивается и выходит в патрубок 3, а затем в камеру 4. Рассмотрим структуру ПВП в формирующем патрубке до выхода ее в расширяющуюся область. Анализ структуры ПВП заключается в нахождении закономерностей распределения скоростей и давлений в ПВП. Рис. Навье-Стокса в форме Ламба-Громеки с последующим введением поправки на вязкость О j . И+у- +~2~)=+ 2! Уравнения (1. Интегрирование уравнений (1. Шх Уу - Іх/уі^х . Выражение (1. Вывод закона распределения скоростей производится путем анализа установившегося движения частиц по концентрическим окружностям без вращения, т. Учитывая то обстоятельство, что движение частиц во внешней области вихря происходит без вращения, т. У. - . Проинтегрировав (1. С{~ постоянная интегрирования. Исследования показали ? ЬО] > что в реальных ПВП частицы жидкости на оси вихря вращаются с постоянной угловой скоростью. Уравнение (1. Т;е. С0. В дальнейшем учитывается условие, что если и/г = 0ОЛб? С/ - О . Тогда выражение (1. Итак, согласно выражениям (1. Внутренняя область (ядро), распределение скоростей в котором задается отрезком прямой (1. Рассмотрим теперь распределение давлений в поле плоского вихря, полагая, что скорости внутри ядра распределены по линейному закону (1. Воспользуемся при этом уравнениями Эйлера [] для выведения закона распределения давлений, и уравнением (1. Уравнение (1. Итак, имеем: Р + = Р оо . Положим далее, что в бесконечности I/= О . Р ж , тогда р + ? Р ж . Р^ = ? П_ . Из (1. Используя уравнения Эйлера, определим закономерности распределения давлений в ядре плоского вихря. Как и в первом случае, расположим ось вихря по оси Л . Запишем уравнения Эйлера, полагая, что скорости в ядре вихря распределены по линейному закону (1. Так как [/- ^-ролзЬ» то Их = -и! Гхи)у (/у&? Для давления получим: 1. Р-=. С0П6 ^ . Р в ядре равно давлению в этом месте, определенному согласно (1. П - П Р>Г? Г~~~8Л*п? Р-Р„ =-? Г*-2гА) .