Влияние изменяемой геометрии среза сопла переключателя потока на метрологические характеристики поверочной установки с весовыми устройствами

Рассмотрены вопросы улучшения метрологических характеристик, массогабаритных и технико-экономических показателей установок поверочных с весовыми устройствами в результате внедрения в их конструкцию переключателя потока с изменяемой геометрией среза сопла. Предполагается, что использование данной конструкции переключателя потока позволит решить проблему заполнения среза сопла водой, уменьшить габаритные размеры гидравлического тракта, упростить процедуру технического обслуживания, снизить стоимость установок. Описаны конструкция, принципы работы и временна́ я диаграмма переключателя потока с изменяемой геометрией среза сопла. С помощью трубки Пито исследованы локальные гидродинамические характеристики потока воды при изменениях ширины среза сопла и массового расхода в диапазоне 25–550 т/ч. Для каждого исследованного значения массового расхода воды экспериментально определена оптимальная ширина среза сопла, при которой обеспечивается его полное заполнение водой. С помощью эталона сравнения методом сличения в широком диапазоне массового расхода жидкости исследованы метрологические характеристики поверочной установки с весовыми устройствами, в состав которой входит переключатель потока с изменяемой геометрией среза сопла. Установлено влияние на метрологические характеристики поверочной установки с весовыми устройствами ширины среза сопла в исследованном диапазоне расхода жидкости. Представлены графические зависимости расширенной неопределённости измерений при воспроизведении единицы массового расхода жидкости от интервала времени измерений и массового расхода жидкости. По результатам исследований определены оптимальные ширины среза сопла и интервалы времени измерений в зависимости от массового расхода жидкости при использовании переключателя потока с изменяемой геометрией среза сопла. Обосновано расширение диапазона работы весовых устройств, входящих в состав поверочных установок с весовыми устройствами. Предложенная конструкция переключателя потока с изменяемой геометрией среза сопла рекомендуется к применению при проектировании новых и модернизации находящихся в эксплуатации поверочных установок с весовыми устройствами переключателей потока.

1. Yang W., Wang X., Chen Y., Shen Y. Jiliang Xuebao/Acta Metrologica Sinica, 2023, vol. 44, no. 4, pp. 598–603. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1158.2023.04.16

2. Haiyang L., Liang Z., Bian H., Xuejing L., Yuyang C. Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 1865, 042135. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1865/4/042135

3. Jaiswal S. K., Yadav S., Bandyopadhyay A. K., Agarwal R. MAPAN – Journal of Metrology Society of India, 2012, vol. 27, no. 2, pp. 63–67. https://doi.org/10.1007/s12647-012-0017-x

4. Chun S., Yoon B.-R. 18th Int. Conf. on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels, July 13–15, 2020, Virtual, Online, ASME, 2020, vol. 1, V001T02A013. https://doi.org/10.1115/FEDSM2020-20045

5. Shimada T., Oda S., Terao Y., Takamoto M, Flow Measurement and Instrumentation, 2003, vol. 14, pp. 89–96. https://doi.org/10.1016/S0955-5986(03)00016-5

6. Engel R., Beyer K., and Baade H.-J, Measurement Science and Technology, 2012, vol. 23, no. 7, 074020. https://doi.org/10.1088/0957-0233/23/7/074020

7. Корнеев Р. А., Тухватуллин А. Р., Фафурин В. А., Нигматуллин Р. Р., Щелчков А. В. Оптимизация процесса воспроизведения единиц массы и объёма жидкости в потоке, массового и объёмного расходов жидкости поверочной установкой с весовыми устройствами // Измерительная техника. 2020. № 2. С. 60–64. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-2-60-64

8. Корнеев Р. А., Тухватуллин А. Р., Фафурин В. А., Щелчков А. В. Оценка влияния переключателя потока на метрологические характеристики поверочных установок единиц массы и объёма жидкости в потоке, массового и объёмного расходов жидкости // Измерительная техника. 2019. № 4. С. 42–47. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-4-42-47

9. Korneev R. A., Tukhvatullin A. R., Fafurin V. A., Shchelchkov A. V., Ataeva A. I. Measurement Uncertainties Estimation Introduced by the Diverter Into the Budget of Standard Uncertainties, Proceedings of 18th International Flow Measurement Conference – FLOMEKO 2019, Lisbon, Portugal, 26–28 June, 2019, IMEKO, 161254.

10. Переключатель напорного потока для установок поверочных: пат. RU 2781556 C1 / А. А. Корнеев, А. М. Корнеев, А. В. Щелчков, Д. В. Краев // Изобретения. Полезные модели. 2022. № 29.

11. Shchelchkov, A. V., Fafurin, V. A., Korneev, R. A., Tukhvatullin R. R. Flow Measurement and Instrumentation, 2022, 83, 102117. https://doi.org/10.1016/j.fl owmeasinst.2021.102117

12. Picard A., Davis R., Gläser M., Fujii K., Metrologia, 2008, vol. 45, pp. 149–155. https://doi.org/10.1088/0026-1394/45/2/004

13. Meng T., Wang С., Gao F, Xing C., Zhang L. Design and Experimental Analysis of Transfer Standard in Water Flow Compari son, 16th International Flow Measurement Conference, FLOMEKO 2013, Paris, 24–26 September, 2013, IMECO, 2014, Curran Associates, Inc., pp. 50–60.

14. Frahm E., Mickan B., Gulyuk V., Reut G., Zigmantas G., Benkova M., Kayumov M., Metrologia, 2020, vol. 57, no. 1A, pp. 07023. https://doi.org/10.1088/0026-1394/57/1A/07023

15. Albaina I., Esteban G. A., Bidaguren I., Izquierdo U. Flow Measurement and Instrumentation, 2023, vol. 93, 102425. https://doi.org/10.1016/j.fl owmeasinst.2023.102425