ВИХРЕВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОБЪЕМНОГО И МАССОВОГО РАСХОДА ЖИДКОСТИ 

Акчурин Роман Ринатович, магистрант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail:iit@pnzgu.ru
Трофимов Алексей Анатольевич, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: iit@pnzgu.ru

681.12.08 

DOI

10.21685/2307-5538-2020-1-7 

Актуальность и цели. Использование современных методов компьютерного анализа позволяет предварительно оценить работоспособность того или иного метода в кратчайшие сроки, отсечь нерациональные варианты и приступить к разработке будущего изделия. Объектом исследования является вихревой волоконно-оптический измеритель расхода, в котором чувствительными элементами являются решетки Брэгга.
Материалы и методы. При решении поставленных задач использованы методы интегрального и дифференциального исчисления, математического моделирования, метод конечных элементов, теории механики деформируемого тела. При проектировании конструкции датчиков применялись системы автоматизированного проектирования КОМПАС, SolidWorksSimulation и Ansys. Предложена функциональная схема измерительного преобразователя, измеряющего массовый и объемный расходы, а также плотность жидкой или газовой среды.
Результаты. В результате моделирования процессов вихреобразования определены конструктивные параметры тела обтекания и деформационного фрагмента. Получены значения частот колебаний деформационного фрагмента, зависящих от объемного расхода и плотности среды.
Выводы. Установленные в результате исследования значения сил, действующих на деформационный фрагмент, позволили оценить значение его деформаций и необходимого уровня чувствительности. 

Ключевые слова

вихревой расходомер, тело обтекания, частота срыва вихрей, вихревая дорожка Кармана 

 Скачать статью в формате PDF

1. Кремлевский, П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ / П. П. Кремлевский. – Ленинград : Машиностроение, 1989. – 701 с.
2. Киясбейли, А. Ш. Вихревые измерительные приборы / А. Ш. Киясбейли, М. Е. Перельштейн. – Москва : Машиностроение, 1978. – 152 с.
3. Киясбейли, А. Ш. Вихревые счетчики – расходомеры / А. Ш. Киясбейли, М. Е. Перельштейн. – Москва : Машиностроение, 1974. – 160 с.
4. Кратиров, Д. В. Измерение расхода вихревым расходомером в условиях неравномерности потоков / Д. В. Кратиров, В. М. Мекешкин, Н. И. Михеев, В. М. Молочников // Материалы докладов национальной конференции по теплоэнергетике НКТЭ. – Казань, 2006. – С. 121–124.
5. Вихревые расходомеры DY (digitalYEWFLO) и YF100 (YEWFLO). – Москва : ЗАО «Техносистемы», 2007. – URL: tehnosystems.ru/katalog.php?id = 27
6. Акчурин, Р. Р. Вихревой измеритель массового и объемного расхода на волоконно-оптических решетках Брэгга / Р. Р. Акчурин, В. А. Соловьев, А. С. Баранов // Вестник Пензенского государственного университета. – 2017. – № 3 (19). – С. 76–83.
7. Баранов, А. С. К вопросу о выборе метода измерения массового расхода криогенных жидкостей при проектировании расходомеров / А. С. Баранов, М. А. Фролов, А. А. Трофимов // Измерения. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2015. – № 2 (12). – С. 19–27.
8. Седов, Л. И. Методы подобия и размерности в механике / Л. И. Седов. – Москва : Наука, 1967. – С. 71–76.
9. Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, и соответственный способ. – URL: http://www.findpatent.ru/patent/255/2555206.html. с экрана (дата обращения: 06.05.2017).
10. Башта, Т. М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Машиностроение, 1982. – 424 с.