Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы измерения механических величин

Диссертационная работа:

Романова Наталья Львовна. Исследование и разработка системы измерений и учета объема воды в системах водоснабжения и водоотведения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.01 / Романова Наталья Львовна; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т метрологии им. Д.И. Менделеева].- Санкт-Петербург, 2010.- 199 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2179

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1. АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ВОДНОГО ПОТОКА И ВОДОВОДОВ, МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПИТЬЕВОЙ, ТЕХНИЧЕСКОЙ, СТОЧНОЙ ВОДЫ.

1.1. Параметры водного потока и водоводов как объектов измерений 10

1.2. Критический анализ принципов построения средств измерений водного потока 12

1.3. Анализ задач и параметров систем измерения, учета, баланса воды... 12

1.4. Метрологическое обеспечение процесса измерения расхода и объема питьевой, технической, сточной воды 15

1.5. Выводы 26

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ, СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ И СПОСОБОВ ПОСТРОЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ОБЪЕМОВ ВОДЫ.

2.1. Постановка задачи 29

2.2. Выявление и анализ источников искажения измерительной информации 39

2.3. Исследования и оценка искажений измерительной информации в условиях эксплуатации 60

2.4. Выводы 82

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОДНЫХ ПОТОКОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА И УЧЕТА ОБЪЕМОВ ВОДЫ.

3.1. Экспериментальные исследования параметров водных потоков 85

3.2. Экспериментальные исследования составляющих погрешности рабочих и эталонных средств измерений 99

3.3. Выводы 116

з 4. ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТАННЫХ СПОСОБОВ ИЗМЕРЕНИЯ, УЧЕТА ОБЪЕМОВ ВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Особенности способа измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока и результаты экспериментальных испытаний 118

4.2. Особенности способа измерения расхода воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах 1

4.3. Особенности способа определения неучтенного объема воды 126

4.4. Выводы 135

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 136

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 139

Приложение 1: Перечень условных обозначений, принятых в диссертации 151

Приложение 2: Акты о внедрении полученных результатов 159

Приложение 3: Результаты измерений экспериментальных испытаний 167

Приложение 4: Критический анализ принципов построения средств измерений водного потока 172

Приложении 5: Результаты определения неучтенных объемов воды 189

Приложение 6: Приложение к «Методике расчета влияния отложений на результат измерения времяимпульсного ультразвукового метода измерения

расхода воды» в виде таблиц с графиками 192

Приложение 7: Копия сертификата об утверждении типа средств измерений №11455 расходомера-счетчика многоканального РСМ 197

Приложение 8: Особенности методики поверки (калибровки) узлов учета на основе сужающих устройств по групповой мере 1  

Введение к работе:

Актуальность темы

Актуальность измерения объемов воды резко возрастает, начиная с 90-х гг. прошлого столетия. Эти годы характерны началом массовой установки средств измерений, резким изменением режимов водопотребления в связи с сокращением производства, отсутствием метрологического обеспечения существовавшего на тот момент парка приборов (сужающие устройства (СУ), электромагнитный расходомер «Индукция», проливные стенды завода «Ленводоприбор» ограниченного применения), а полученные результаты измерений не были положительными вследствие недостаточного знания реальных параметров измеряемой среды и, практически, непроводимого согласования условий измерения и допусков на условия применения средств измерения.

В отличие от существующей системы измерений расходов и объемов воды требовалось исследовать параметры воды, как многофазной среды: водовоздушной с включениями твердых фаз при нестационарном характере движения потока; разработать новые узлы измерений и учета на основе сертифицированных, отечественных и импортных приборов и устройств; обеспечить получение результатов измерения в реальных условиях эксплуатации аттестованными методиками выполнения измерения; обеспечить неподлежащие демонтажу средства измерений метрологическим обеспечением в условиях эксплуатации, не нарушая технологического цикла; разработать требования для метрологического обеспечения узлов больших диаметров (300-1500 мм), где пока нет проливных стендов, а поверка за границей крайне дорога и потому нецелесообразна.

Условия эксплуатации оказывают влияние на измеряемую величину и параметры применяемых средств измерений. Среди условий, влияющих на результат измерений, необходимо отметить аэрацию жидкости, пульсацию измеряемого расхода в реальных условиях, «зарастание» стенок трубопровода и

др.

Известно немало примеров, каким образом эти условия влияют на результат измерения расхода и количества воды. Селиванов М. Н., Фридман А. Э., Кудряшова Ж. Ф. в работе «Качество измерений» считают, что последствия, связанные с неучетом условий эксплуатации средств измерений, приводят к тому, что доля недостоверных значений измерений по этой причине составляет 46 %.

Для производства воды измерительная информация об объемах и расходах воды должна быть достоверной, а обеспечение достоверности должно достигаться в широком диапазоне диаметров водоводов и скоростей потока воды.

Решение этой задачи требует создания соответствующих специализированных средств измерений, разработка которых должна базироваться на обоснованных взаимосогласованных технологических требованиях.

Исходя из этого, необходимо: проведение анализа фактической природы
формирования сигнала, соответствующей расходу и объему воды, исследование
составляющих методической погрешности измерения, исследование

составляющих инструментальной погрешности измерения.

Основной целью работы является разработка требований и принципов построения средств измерений; исследование метода измерений, создание и исследование средств измерений (узлов) расхода и объема воды, и методик выполнения измерений в реальных условиях эксплуатации.

Достижение этой цели заложит основу системы измерений, учета и сведения балансов воды с меньшей погрешностью при производстве, водоотведении и очистке воды.

Научная новизна работы состоит в том, что:

уточнены основные источники погрешностей измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации;

получены аналитические выражения и числовые значения погрешностей измерения, обусловленные спецификой технологического процесса;

разработаны новые способы измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации,

созданы и исследованы узлы учета, основанные на разработанных автором способах измерения расхода и объема воды;

разработаны принципы коррекции систематических погрешностей узлов учета для работы в условиях помех.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Результаты анализа погрешностей измерения расхода и объема воды и его особенности применительно к условиям эксплуатации ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга (СПб)», которые позволили выбрать методы измерения и способ построения системы учета с наименьшими погрешностями измерения.

  2. Способы измерения расхода и объема:

воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах,

многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока.

3. Метод коррекции результатов измерения расхода и объема воды в условиях
эксплуатации.

  1. Способ определения неучтенного объема воды.

  2. Новые схемные и конструктивные решения, позволившие создать систему учета воды с оптимальными параметрами, с наименьшими погрешностями в условиях эксплуатации, с существенным экономическим эффектом.

6. Результаты экспериментальных исследований, разработанных узлов
измерения и учета объемов воды, адаптированных к конкретным условиям
эксплуатации.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

разработаны методические решения, позволяющие уменьшить случайные и систематические погрешности существующих и вновь разрабатываемых средств измерения,

разработаны новые способы измерения расхода и объема воды в условиях эксплуатации;

- разработана методика определения объема воды, неучтенного во время
возникновения нештатных ситуаций;

-разработаны новые схемные и конструктивные решения узлов измерений и учета воды

- создана система учета воды с оптимальными параметрами, с наименьшими
погрешностями в условиях эксплуатации, с существенным экономическим
эффектом.

Личный вклад автора, проведено теоретическое исследование методических составляющих погрешности от влияющих величин и экспериментальное исследование инструментальных погрешностей средств измерения расхода и объема воды и параметров водного потока.

разработан способ измерения расхода воды в скрытых протяженных трубопроводах большого диаметра с малой скоростью потока, таких, как в находящихся в эксплуатации дюкерных переходах.

разработан способ измерения расхода и объема многофазной жидкости в условиях пульсирующего потока.

- разработаны способ определения неучтенного объема и методика определения
фактического объема водопотребления и водоотведения.

- разработана методика определения влияния величины отложений на
внутренней поверхности трубопровода на результат измерения ультразвуковых
расходомеров-счетчиков.

разработана техническая и конструкторская документация узлов измерений и учета.

создана система учета воды с оптимальными параметрами, с наименьшими погрешностями в условиях эксплуатации.

Полученные результаты внедрены:

- при проектировании 91 узла учета для многофазных потоков на базе
ультразвуковых и электромагнитных расходомеров,

при расчете объемов фактического водопотребления филиалов ГУП «Водоканал СПб» и его абонентов, в том числе при расчете объемов воды во время возникновения нештатных ситуаций.

Апробация. Основные положения диссертации обсуждались на:

- 19-21, 24, 26 и 27 международных научно-практических конференциях
«Коммерческий учет энергоносителей», 2004, 2005, 2006, 2007, 2008;

- симпозиумах «Мир измерений и учета», 2004, 2005 ,

- 1 международном конгрессе «ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ. XXI ВЕК.
Инженерные методы снижения энергопотребления зданий», 2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них 3 патента и 2 работы в рецензируемом ВАК ведущем научном журнале: «Водоснабжение и санитарная техника».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений.

Диссертация содержит 149 стр., 43 рис., 1 фиг., 13 таблиц в основном тексте и 51 стр. в Приложениях.

Диссертация написана по материалам исследований, выполненных в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», ЗАО «Водоканал - Центр Измерений» совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологии им. Д.И. Менделеева в период 2002-2009 гг.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net