Система установления функции превращения вихревых расходомеров

Тема моей диссертации формулируется как "Система установления функции превращения вихревых расходомеров на базе виртуальных технологий". Ее актуальность предопределена тем, что современная промышленность требует большого количества недорогих и надежных расходомеров, стойких к загрязненности измерительной среды. Традиционно эту нишу занимают суживающие устройства, в первую очередь диафрагмы, которые, однако, характеризуются узким динамическим диапазоном, склонностью к загрязнению трубопровода в месте установления диафрагмы, значительными потерями давления и нелинейностью исходного сигнала.

А наиболее оптимальными средствами для замены суживающих устройств можно считать вихрю расходомеры, к другим преимуществам которых можно отнести возможность безпроливной поверки (что позволяет осуществлять экспресс-контроль метрологических характеристик расходомера во многих случаях даже без его демонтажа) и частотным исходным сигналом, который дает принципиальную возможность оценить достоверность измерения по характеру сигнала из первичного преобразователя.

В то же время, такие расходомеры характеризуются рядом недостатков, наиболее существенной из которых является невозможность выполнения измерений на малых расходах и чувствительность к искажению эпюры скоростей потока, вызванных, в частности, наличием местных сопротивлений. Кроме того рабочий диапазон большинства вихревых преобразователей ограничен близкой к горизонтальной участком эмпирической зависимости между числами Струхаля и Рейнольдса.

Целью исследования является разработка системы экспресс-контроля характеристик вихревых преобразователей затраты с использованием компьютерного моделирования процессов, которые имеют место при измерении затраты вихревым методом. Это даст возможность как повысить точность измерения затраты вихревыми преобразователями, так и проектировать такие средства, которые владеют заранее заданными характеристиками, не удаваясь к сложным и дорогим физическим экспериментам.

О технических моментах изучения обтекания тел потоком (аэродинамические и гидродинамические трубы, и тому подобное) немного погодя, а приблизительный план работы следующий:

- Обзор принципа действия вихревых расходомеров и источников неопределенности, которые возникают при измерении затраты вихревым методом. Невзирая на простоту конструкции вихревого расходомера, элементов в ней немало, а сосредоточиться следует на чем-то конктретному.

- Анализ наиболее распространенных конструкций вихревых преобразователей затраты и форм тел обтекания, которые используются в вихревых расходомерах с целью выбора оптимальной геометрии протечного тракта расходомера, которая обеспечит максимальную стойкость вихревой дорожки Кармана и, как следствие, неизменность числа Струхаля в как можно большем диапазоне скоростей.

- Проведение моделирования работы вихревого расходомера с телом обтекания с помощью программного обеспечения для компьютерной гидрогазодинамики и исследования зависимости частоты востока вихрей от скорости рабочей среды и геометрии протечного тракта.

- Проведение экспериментальных исследований и оценка адекватности разработанной модели. Оценка возможности использования этой модели для экспресс-контроля характеристик вихревого расходомера и для проектирования первичного преобразователя затраты вихревого типа по заданным заранее характеристикам. Под характеристиками я имею в виду комбинацию точности и динамического диапазона измерений в первую очередь.