RU2582486C1 - Method of determining flow characteristics of hydraulic circuit and device therefor - Google Patents

Method of determining flow characteristics of hydraulic circuit and device therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2582486C1
RU2582486C1 RU2015107434/28A RU2015107434A RU2582486C1 RU 2582486 C1 RU2582486 C1 RU 2582486C1 RU 2015107434/28 A RU2015107434/28 A RU 2015107434/28A RU 2015107434 A RU2015107434 A RU 2015107434A RU 2582486 C1 RU2582486 C1 RU 2582486C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pneumatic
pressure
pipelines
output
path
Prior art date
Application number
RU2015107434/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Сирафимович Безменов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2015107434/28A priority Critical patent/RU2582486C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2582486C1 publication Critical patent/RU2582486C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transportation; measurement technology.
SUBSTANCE: group of inventions relates to methods and devices used for calculation of capacity of designed hydraulic circuits of transport and dosing systems in chemical, petrochemical, aviation, textile, paint and other industries, particularly to transportation units of adhesive compositions in assembly plants with adhesive joints. Essence of declared method involves experimental determination of average value (ξcp) total pressure loss coefficient in channel on local resistances by feed of tap water at room temperature. Watering is performed on path with design structural elements of local resistances and sizes of inner diameters of pipelines by means of multiple portioned dosage of water into measuring containers with constant volumetric flow rate of Qj at various, stepped variable from maximum to minimum values and maintained during every operation of dosing at constant level values of active head Hj. Consumption Qj are determined by weighing of measured doses of water on electronic scales. Calculations of parameter ξcp and value of flow characteristics of path on parameters of natural liquid, preset range of change of flow rate and actual length of pipelines are performed on personal computer with help of electronic tables Microsoft Excel by formulas Bernoulli equation for steady incompressible fluid flow. Device for determining average value of total pressure loss coefficient on local resistances comprises service tank with tap water, service tank with bubbling and indication tubes with shutoff valves to feed compressed air and filling liquid connected to its lower part of duct with shut-off device at its output, measuring container, system of water pumping from supply tank in feed tank and pneumatic and electronic control unit. System for filling of main tank comprises jet ejector with shutoff valves on air supply line and vacuum line; locking device is made in form of ball valve with double-sided pneumatic drive. Control unit consists of pneumatic pressure regulator and electropneumatic time device, which includes an electronic timer for setting and time of dispensing electricity to air converter and logic pneumatic element NOT, output of which is connected to positive input of pneumatic drive of ball valve, and input is connected to negative input of pneumatic drive and to output of electricity to air converter. Pressure regulator comprises five-membranes comparison element of preset and actual values of pressure at output of bubbling tube is pressure sensor in service tank, pneumatic relay switch of five-membranes comparator output signal to inputs of power amplifiers, outputs of which are connected via gas collecting main to shutoff valve supplying compressed air in service tank. Pressure regulator control panel comprises toggle switch to control set or actual full pressure on reference manometer, toggle switch of pressure feed in feed tank and full pressure setter.
EFFECT: high accuracy and reliability of determining rated flow characteristics of hydraulic circuit at operation on liquid products with different viscosity and possibility of its prediction at variation of specified range of change of flow rate and length forming path sections of pipelines, as well as rapid determination of average (for specified range of change of flow rate) value of total coefficient of active losses in pressure channel on local resistances.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной технике и, в частности, касается раздела гидравлики «Расчет простых трубопроводов». Заявленные способ и устройство позволяют повысить точность и достоверность определения расчетной расходной характеристики проектируемого (реального) гидравлического тракта, состоящего из ряда местных сопротивлений и участков трубопроводов с концевой раздачей через запорное устройство со сливным наконечником. Изобретение позволяет вести достаточно точный и достоверный для практики расчет расходных характеристик реального тракта при транспортировании по нему жидких продуктов различной вязкости, а также прогнозировать расходные характеристики тракта при варьировании заданного диапазона изменения расхода и длины отдельных участков трубопроводов. Предлагаемое изобретение может быть использовано для расчета пропускной способности проектируемых гидравлических трактов транспортных и дозирующих систем в химической, нефтехимической, авиационной, текстильной, лакокрасочной и других отраслях промышленности, в частности узлов транспортирования клеевых составов в сборочных производствах с клеевыми соединениями.The invention relates to the field of measuring technology and, in particular, relates to the hydraulics section “Calculation of simple pipelines”. The claimed method and device can improve the accuracy and reliability of determining the estimated flow characteristics of the designed (real) hydraulic tract, consisting of a number of local resistances and sections of pipelines with end distribution through a locking device with a drain tip. The invention allows a sufficiently accurate and reliable practice calculation of the flow characteristics of a real path when transporting liquid products of various viscosities along it, as well as predicting the flow characteristics of a path while varying a given range of flow rate and length of individual sections of pipelines. The present invention can be used to calculate the capacity of the designed hydraulic tracts of transport and metering systems in the chemical, petrochemical, aviation, textile, paint and varnish and other industries, in particular, transportation units of adhesive compositions in assembly plants with adhesive joints.

Основной задачей, которую приходится решать при проектировании тракта транспортирования жидких продуктов, является определение его пропускной способности (объемного расхода) Q при различных значениях действующего напора Н, т.е. его расходной характеристики - функции Q=F(H). Предлагаемый способ определения расходной характеристики основан на анализе уравнения Бернулли для установившегося течения несжимаемой жидкости. Это уравнение для гидравлического тракта, состоящего из нескольких местных сопротивлений, соединенных участками трубопроводов длиной Li с внутренним диаметром dтj, с концевой раздачей через сливной наконечник с внутренним диаметром dн, имеет вид:The main task that has to be solved when designing a transport path for liquid products is to determine its throughput (volume flow) Q at various values of the effective pressure N, i.e. its flow characteristic is the function Q = F (H). The proposed method for determining the flow characteristics is based on the analysis of the Bernoulli equation for the steady flow of an incompressible fluid. This equation for a hydraulic path, consisting of several local resistances connected by sections of pipelines of length L i with an inner diameter d tj , with end distribution through a drain tip with an inner diameter d n , has the form:

Figure 00000001
Figure 00000001

где fн=[π(dн)2/4] - площадь проходного сечения наконечника, g - ускорение силы тяжести, λi - коэффициент сопротивления трения на i-м участке трубопровода, ξ - суммарный коэффициент потерь напора на местных сопротивлениях в тракте, который определяется конструктивными параметрами местных сопротивлений и не зависит от вязкости жидкости. С учетом равенства Q=vнfн, где vн - скорость истечения жидкости из сливного наконечника, уравнение (1) принимает вид:where f n = [π (d n) 2/4] - the flow cross section of the tip area, g - acceleration due to gravity, λ i - friction coefficient at i-th pipeline section, ξ - total pressure loss coefficient on the local resistances in the path , which is determined by the design parameters of local resistances and does not depend on the viscosity of the liquid. Given the equality Q = v n f n , where v n is the rate of fluid outflow from the drain tip, equation (1) takes the form:

Figure 00000002
Figure 00000002

При заданных значениях параметров vн, Li, dн и dтi и известной кинематической вязкости жидкости v по общепринятым в гидравлике соотношениям легко рассчитывается коэффициент трения λi. Так, например, для турбулентного режима течения

Figure 00000003
, где число Рейнольдса Rei=vтidтi/v, vтi=vн(dн/dтi)2 - скорость течения на i-м участке трубопровода. Таким образом, для определения интересующей нас функции Q=F(H) необходимо определить заранее неизвестный параметр ξ.For given values of the parameters v n , L i , d n and d ti and the known kinematic viscosity of the fluid v, the friction coefficient λ i is easily calculated using the ratios generally accepted in hydraulics. So, for example, for a turbulent flow regime
Figure 00000003
where the Reynolds number Re i = v ti d ti / v, v ti = v n (d n / d ti ) 2 is the flow velocity in the i-th section of the pipeline. Thus, to determine the function Q = F (H) of interest to us, it is necessary to determine the previously unknown parameter ξ.

Известен способ определения расчетной расходной характеристики гидравлического тракта в виде последовательно соединенных через местные сопротивления участков трубопроводов, заключающийся в использовании уравнения Бернулли для установившегося турбулентного движения жидкости с предварительным определением суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях в тракте (ξ) с помощью справочной литературы [1. И.И. Куклевский и Л.Г. Подвидза. Сборник задач по машиностроительной гидравлике. - М.: Машиностроение, 1972, с. 226-233; 2. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.].There is a method of determining the estimated flow rate characteristics of the hydraulic path in the form of sections of pipelines connected in series through local resistances, which consists in using the Bernoulli equation for steady turbulent fluid motion with preliminary determination of the total pressure loss coefficient at local resistances in the path (ξ) using the reference literature [1. I.I. Kuklevsky and L.G. Subspecies. Collection of tasks in engineering hydraulics. - M.: Mechanical Engineering, 1972, p. 226-233; 2. Idelchik I.E. Handbook of hydraulic resistance. - M.: Mechanical Engineering, 1992. - 672 p.].

Недостатками известного способа является его высокая трудоемкость и низкая точность из-за большого разброса справочных значений коэффициентов потерь напора на отдельных местных сопротивлениях, а также из-за их отсутствия для ряда современных конструкций гидрозапорной и регулирующей арматуры на линии транспортирования жидкости. Кроме того, значение параметра ξ в уравнениях (1) и (2) зависит не только от конструктивных параметров местных сопротивлений, но и, в некоторой степени, - от числа Рейнольдса потока даже в области турбулентной автомодельности течения по числу Re.The disadvantages of this method is its high complexity and low accuracy due to the large scatter of the reference values of the pressure loss coefficients at individual local resistances, as well as due to their absence for a number of modern designs of hydraulic shut-off and control valves on the liquid transportation line. In addition, the value of the parameter ξ in equations (1) and (2) depends not only on the design parameters of local resistances, but also, to some extent, on the Reynolds number of the flow even in the region of turbulent self-similarity of the flow with respect to the number Re.

Известен также способ определения коэффициента гидравлического сопротивления тракта и устройство для его осуществления (RU №2240525 C1, 20.11.2004), принятый за прототип.There is also a method of determining the coefficient of hydraulic resistance of the tract and a device for its implementation (RU No. 2240525 C1, 20.11.2004), adopted as a prototype.

Известный способ реализуется путем проливки натурного тракта на переходном режиме натурной жидкостью под давлением сжатого газа, измерения давления на выходе тракта и измерения давления газа в замкнутой камере с фиксированным объемом и определения площади поперечного сечения перед входом в тракт. При этом перед началом испытания тракта до заполнения камеры газом в камеру заливают фиксированный объем жидкости с образованием поверхности раздела газ - жидкость, измеряют площадь поперечного сечения камеры, начальную высоту газовой подушки в камере, начальную и изменяющуюся по времени проливки тракта высоту столба жидкости в камере над входом в тракт и определяют коэффициент гидравлического сопротивления расчетным путем.The known method is implemented by spilling the natural tract in transition full-scale liquid under the pressure of compressed gas, measuring the pressure at the outlet of the tract and measuring the gas pressure in a closed chamber with a fixed volume and determining the cross-sectional area before entering the tract. In this case, before starting the test of the tract, until the chamber is filled with gas, a fixed volume of liquid is poured into the chamber with the formation of a gas-liquid interface, the cross-sectional area of the chamber, the initial height of the gas cushion in the chamber, the initial and variable column height of the liquid in the chamber the entrance to the tract and determine the coefficient of hydraulic resistance by calculation.

Недостатками известного способа является необходимость испытаний тракта на натурной жидкости, что требует дополнительного контроля изменений ее вязкости в процессе измерений, а также ограниченность его применения на трактах большой протяженности, что требует обеспечения возможности его размещения на участке испытаний. Недостатком способа-прототипа является также невозможность прогнозирования расчетной расходной характеристики тракта с варьируемой длиной отдельных участков образующих тракт трубопроводов из-за невозможности выделения из результатов измерений составляющих потерь напора, а именно: скоростного напора жидкости на выходе тракта, потерь напора в тракте на трение и на местные сопротивления. Кроме того, недостатком данного способа является его высокая трудоемкость.The disadvantages of this method is the need to test the path on a full-scale fluid, which requires additional control of changes in its viscosity during the measurement process, as well as the limited use of it on long paths, which requires the possibility of its placement on the test site. The disadvantage of the prototype method is the impossibility of predicting the estimated flow rate characteristics of the path with a variable length of individual sections of the pipelines forming the path due to the impossibility of isolating the pressure loss components from the measurement results, namely: the velocity head of the fluid at the outlet of the path, the pressure loss in the friction path and local resistance. In addition, the disadvantage of this method is its high complexity.

Известное устройство-прототип (RU №2240525 C1, 20.11.2004) для реализации данного способа определения коэффициента гидравлического сопротивления тракта содержит замкнутую камеру фиксированного объема с источником давления газа, держатель тракта, измеритель давления газа в камере и установленный на выходе испытуемого тракта запорный элемент, соединенный гибкой связью с держателем тракта, а также источник жидкости, измеритель уровня жидкости в камере, предохранительный клапан, сливную емкость, систему перекачки жидкости из сливной емкости в камеру при повторном использовании жидкости, при этом запорный элемент снабжен пробкой для удаления газовых включений из внутренних полостей тракта при заполнении камеры жидкостью перед проливкой тракта.The known prototype device (RU No. 2240525 C1, November 20, 2004) for implementing this method for determining the hydraulic resistance coefficient of a tract comprises a closed chamber of a fixed volume with a gas pressure source, a path holder, a gas pressure meter in the chamber and a shut-off element installed at the outlet of the test path, connected by a flexible connection with the path holder, as well as a fluid source, a liquid level meter in the chamber, a safety valve, a drain tank, a system for pumping liquid from the drain tank to the chamber py when reusing liquid, wherein the closure element is provided with a stopper for removal of gaseous inclusions from the internal cavities path when filling the liquid chamber in front tract by pouring.

Недостатком устройства-прототипа является его низкая точность и достоверность определения расчетной расходной характеристики гидравлического тракта из-за сложности самой методики измерений, предполагающей снятие динамических характеристик течения натурной жидкости. Кроме того, известное устройство характеризуется необходимостью использования большого объема сложной контрольно-измерительной аппаратуры (датчиков и исполнительных механизмов, измерительных преобразователей, вычислителей, работающих в режиме реального времени), снижающей точность измерений.The disadvantage of the prototype device is its low accuracy and reliability of determining the estimated flow rate characteristics of the hydraulic path due to the complexity of the measurement method, involving the removal of the dynamic characteristics of the flow of natural fluid. In addition, the known device is characterized by the need to use a large amount of sophisticated instrumentation (sensors and actuators, measuring transducers, computers operating in real time), which reduces the accuracy of measurements.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности и достоверности определения расходной характеристики проектируемого тракта при работе на жидкостях различной вязкости и возможность ее прогнозирования при варьировании заданного диапазона изменения расхода и длины образующих тракт участков трубопроводов.The objective of the present invention is to improve the accuracy and reliability of determining the flow rate characteristics of the designed path when working on fluids of various viscosities and the possibility of its prediction when varying a given range of flow rates and lengths of the duct sections of the pipelines.

Техническим результатом способа является повышение точности и достоверности определения расчетной расходной характеристики гидравлического тракта при транспортировании по нему жидких продуктов различной вязкости и возможность ее прогнозирования при варьировании заданного диапазона изменения расхода и длины образующих тракт участков трубопроводов.The technical result of the method is to increase the accuracy and reliability of determining the estimated flow rate characteristics of the hydraulic path when transporting liquid products of various viscosities along it and the possibility of predicting it by varying a given range of flow rate and length of the pipeline sections forming the path.

Техническим результатом устройства является возможность оперативного определения среднего (для заданного диапазона изменения расхода) значения суммарного коэффициента потерь действующего в тракте напора на местных сопротивлениях.The technical result of the device is the ability to quickly determine the average (for a given range of flow rate) value of the total loss coefficient of the pressure acting in the pressure path at local resistances.

Суть заявляемого способа заключается в экспериментальном определении входящего в уравнения (1) и (2) параметра ξ посредством многократной проливки тракта водопроводной водой (с известной кинематической вязкостью vв) при различных заданных и поддерживаемых на постоянном уровне в процессе каждой проливки значениях действующего напора H=Hj, с дальнейшим определением расчетным путем и прогнозированием семейства расходных характеристик тракта с заданными варьируемыми значениями вязкости жидкости, диапазона изменения расхода и длины образующих тракт участков трубопроводов.The essence of the proposed method consists in the experimental determination of the parameter ξ included in equations (1) and (2) by repeatedly spilling the path with tap water (with a known kinematic viscosity v in ) for various values of the effective pressure H = given and maintained at a constant level during each shedding H j, with further definition by calculation and prediction family consumable path characteristics varying with predetermined values of fluid viscosity range flow changes and length Obra uyuschih path pipe sections.

Технический результат предлагаемого способа определения расходной характеристики гидравлического тракта, состоящего из местных сопротивлений и участков трубопроводов с концевой раздачей через запорное устройство со сливным наконечником, путем проливки тракта жидкостью и математической обработки полученных экспериментальных данных, достигается тем, что проливка производится водопроводной водой при комнатной температуре на модели тракта с проектными конструктивами местных сопротивлений и типоразмерами внутренних диаметров трубопроводов, посредством многократного порционного дозирования воды в мерную тару с постоянным объемным расходом Qj при различных, ступенчато изменяемых от максимального до минимального значений и поддерживаемых во время каждой операции дозирования на постоянном уровне величинах действующего напора Hj, с последующим вычислением среднего значения (ξср) суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях и перерасчетом расходных характеристик тракта на параметры натурной жидкости, заданный диапазон изменения расхода и реальные длины трубопроводов.The technical result of the proposed method for determining the flow rate characteristics of the hydraulic path, consisting of local resistance and sections of pipelines with end distribution through a locking device with a drain tip, by spilling the path with liquid and mathematical processing of the obtained experimental data, is achieved by spilling with tap water at room temperature at tract models with design constructs of local resistances and standard sizes of pipe inner diameters wires through multiple batching water in volumetric container with constant volume flow Q j at different, stepwise changes from maximum to minimum values and supported during each operation of the dosing constant values of the current head H j, then calculating the mean value (ξ cf. ) the total coefficient of pressure loss at local resistances and the recalculation of the flow rate characteristics of the path to the parameters of the natural fluid, a given range of flow rates and lengths of pipelines.

Технический результат предлагаемого устройства для определения среднего значения суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях, содержащего расходную емкость как источник жидкости для проливки тракта, расходный резервуар с уровнемерной трубкой в качестве измерителя уровня, оборудованный запорными вентилями для подачи сжатого воздуха и пополнения жидкостью с подключенным к его нижней части испытуемым трактом с запорным устройством на его выходе, мерную тару как сливную емкость, систему перекачки жидкости из расходной емкости в расходный резервуар при повторном использовании жидкости, достигается тем, что система пополнения расходного резервуара жидкостью - водопроводной водой - содержит струйный эжектор с запорными вентилями на линии пневмопитания и линии вакуума, запорное устройство выполнено в виде шарового крана с двухсторонним пневмоприводом с отрицательным - «закрыть» и положительным - «открыть» входами и со сливным наконечником, а расходный резервуар дополнительно оборудован барботажной трубкой с линией питания через постоянный дроссель, выход которой подключен к входу введенного в устройство пневмоэлектронного блока управления, состоящего из пневматического регулятора давления и электропневматического временного устройства, содержащего электронный таймер с цифровым индикатором и кнопками настройки времени и запуска операции дозирования, электропневмо-преобразователь с нормально открытым и нормально замкнутым пневмоконтактами, управляющий вход которого подключен к выходу таймера, и логический пневмоэлемент НЕ, выход которого подключен к положительному входу пневмопривода шарового крана, а вход - к отрицательному входу пневмопривода и к выходу электропневмопреобразователя, нормально открытый пнемоконтакт которого подключен к источнику пневмопитания, а нормально закрытый пневмоконтакт сообщается с атмосферой; пневматический регулятор давления содержит пятимембранный элемент сравнения с двумя положительными и двумя отрицательными входами, первое и второе нормально открытые пневмореле-коммутаторы, блок усилителей мощности, выходы которых через сборный коллектор подключены к запорному вентилю подачи сжатого воздуха в расходный резервуар и функционально образующие пульт управления регулятора давления пневмотумблер контроля заданной или фактической величины полного давления в расходном резервуаре, выход которого подсоединен к управляющему входу первого пневмореле-коммутатора, задатчик полного давления и пневмотумблер подачи давления в расходный резервуар, выход которого подключен к управляющему входу второго пневмореле-коммутатора, выход которого подключен к входам усилителей мощности, нормально открытый пневмоконтакт второго пневмореле-коммутатора сообщается с атмосферой, а его нормально замкнутый пневмоконтакт подключен к выходу пятимембранного элемента сравнения, положительные входы которого подключены к выходу задатчика давления и к нормально открытому пневмоконтакту первого пневмореле-коммутатора, выход которого подключен к образцовому манометру, а нормально замкнутый пневмоконтакт - к выходу барботажной трубки и к отрицательным входам пятимембранного элемента сравнения.The technical result of the proposed device for determining the average value of the total coefficient of pressure losses at local resistances, containing a supply tank as a source of fluid for channel spillage, a supply tank with a level gauge tube as a level meter, equipped with shut-off valves for supplying compressed air and replenishing fluid with it connected the lower part of the test path with a locking device at its exit, measuring container as a drain tank, a system for pumping liquid from the flow the capacity in the supply tank when reusing liquid, is achieved by the fact that the system of replenishing the supply tank with liquid - tap water - contains a jet ejector with shut-off valves on the pneumatic supply line and vacuum line, the shut-off device is made in the form of a ball valve with a double-sided pneumatic actuator with a negative - " close ”and positive -“ open ”with inlets and with a drain tip, and the supply tank is additionally equipped with a bubbler tube with a power line through a constant dross b, the output of which is connected to the input of the pneumatic-electronic control unit, which consists of a pneumatic pressure regulator and an electro-pneumatic temporary device, containing an electronic timer with a digital indicator and buttons for setting the time and starting the dosing operation, an electro-pneumatic converter with normally open and normally closed pneumatic contacts, whose control input is connected to the timer output, and the logical pneumatic element is NOT, whose output is connected to the positive input nevmoprivoda ball valve and the input - to a negative input to the output of actuator and elektropnevmopreobrazovatelya, which is normally open is connected to pnemokontakt pnevmopitaniya source and pnevmokontakt normally closed to the atmosphere; the pneumatic pressure regulator contains a five-membered comparison element with two positive and two negative inputs, the first and second normally open pneumatic switches, a power amplifier unit, the outputs of which are connected to the shut-off valve for supplying compressed air to the flow tank through the collection manifold and form the control panel for the pressure regulator pneumatic toggle control of a given or actual value of the total pressure in the supply tank, the output of which is connected to the control at the inlet of the first pneumatic relay switch, the full pressure switch and pneumatic toggle switch for supplying pressure to the supply tank, the output of which is connected to the control input of the second pneumatic relay switch, the output of which is connected to the inputs of the power amplifiers, the normally open pneumatic contact of the second pneumatic relay switch communicates with the atmosphere, and its normally closed pneumatic contact is connected to the output of the five-membered element of comparison, the positive inputs of which are connected to the output of the pressure regulator and to the normally open air contact contact of the first pneumorelayer switch, the output of which is connected to an exemplary pressure gauge, and a normally closed pneumatic contact - to the output of the bubbler tube and to the negative inputs of the five-membered comparison element.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства, реализующего способ определения расходной характеристики тракта путем предварительного экспериментального определения суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях в тракте (ξ) с дальнейшим определением расчетным путем и построением семейства его расходных характеристик для жидкостей различной вязкости и прогнозированием расходных характеристик с заданными варьируемыми значениями диапазона изменения расхода и длины образующих тракт участков трубопроводов.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device that implements a method for determining the flow rate characteristics of the path by preliminary experimental determination of the total pressure loss coefficient at local resistances in the path (ξ) with further determination by calculation and construction of a family of its flow characteristics for liquids of various viscosities and prediction of flow rates characteristics with given variable values of the range of flow rate and length forming the path astkov pipelines.

Устройство представляет собой систему автоматизированного порционного дозирования водопроводной воды с контролем отмеривания дозы по времени и содержит объект управления 1 и пневмоэлектронный блок управления 2.The device is a system of automated batch dosing of tap water with a control of measuring the dose over time and contains a control object 1 and a pneumatic electronic control unit 2.

Объект управления 1 содержит следующее технологическое оборудование:The control object 1 contains the following processing equipment:

- расходную емкость (РЕ) 3 с водопроводной водой;- a supply tank (PE) 3 with tap water;

- расходный резервуар (РР) 4 с герметичной крышкой для работы под давлением, оборудованный барботажной трубкой (БТ) 5 и уровнемерной трубкой (УТ) 6;- a supply tank (PP) 4 with a sealed lid for working under pressure, equipped with a bubbler tube (BT) 5 and a level gauge tube (UT) 6;

- подключенный непосредственно к РР 4 испытуемый тракт 7 с концевой раздачей через автоматическое запорное устройство 8 - шаровой кран с двухсторонним пневмоприводом, снабженный сливным наконечником 9; тракт 7 состоит из участков трубопроводов 10 длиной lj и местных сопротивлений 11; слив отмеренной дозы производится в мерную тару 12;- the test path 7 connected directly to the PP 4 with end distribution through an automatic locking device 8 - a ball valve with double-sided pneumatic actuator, equipped with a drain tip 9; tract 7 consists of sections of pipelines 10 of length l j and local resistances 11; the measured dose is drained into a measuring container 12;

- струйный эжектор 13 с запорными вентилями 14 на линии пневмопитания эжектора и 15 - на линии вакуума, служащие для реализации операции вакуумной (под действием разрежения) перекачки воды из РЕ 3 в РР 4 при открытом положении запорного вентиля 16.- jet ejector 13 with shut-off valves 14 on the pneumatic supply line of the ejector and 15 - on the vacuum line, which are used to implement the operation of vacuum (under the action of rarefaction) pumping water from PE 3 to PP 4 with the open position of the shut-off valve 16.

БТ 5 выполняет функцию датчика полного давления П=p+γвH1, где П - выходной сигнал БТ, p - избыточное давление в РР, γв=1 г/см3 - удельный вес воды, H1 - глубина погружения БТ под уровень воды в PP.BT 5 performs the function of a full pressure sensor P = p + γ in H 1 , where P is the output signal of the BT, p is the overpressure in PP, γ in = 1 g / cm 3 is the specific gravity of water, H 1 is the immersion depth of the BT under water level in PP.

В состав блока управления 2 входят пневматический пропорциональный регулятор давления П (РД) 17 и пневмоэлектронное временное устройство (ВУ) 18.The control unit 2 includes a pneumatic proportional pressure regulator P (RD) 17 and a pneumatic electronic temporary device (WU) 18.

РД 17 содержит следующие функциональные пневмоэлементы: тумблер 19 «Контроль Пз/Контроль П» и реле 20 для контроля по манометру 21 заданного (Пз) (при выключенном положении тумблера 19) или фактического (П) (при включенном положении тумблера 19) значений полного давления в РР, тумблер 22 «Давление в РР» для включения подачи сжатого воздуха в РР, реле 23, блок усилителей мощности 24, задатчик 25 давления Пз и постоянный дроссель 26 в цепи питания БТ. Пневмотумблеры 19, 22 и задатчик 25 функционально образуют пульт управления РД. Функции собственно регулятора давления выполняет пятимембранный элемент сравнения 27.RD 17 contains the following functional pneumatic elements: toggle switch 19 "Control P s / Control P" and a relay 20 for monitoring the pressure gauge 21 of the set (P s ) (when the switch 19 is turned off) or the actual (P) (when the switch 19 is on) full pressure in the PP, switch 22 "Pressure in the PP" to turn on the supply of compressed air to the PP, a relay 23, a block of power amplifiers 24, a pressure adjuster 25 P s and a constant choke 26 in the power supply circuit BT. Pneumatic toggle switches 19, 22 and the setter 25 functionally form a taxiway control panel. The functions of the pressure regulator itself are performed by the five-membered element of comparison 27.

РД 17 обеспечивает автоматическое поддержание заданной постоянной величины давления Пj=p+γвH1зj=const в каждом j-м цикле проливки (дозирования) путем подкачки сжатого воздуха в РР от усилителей 24 через сборный коллектор 28 и запорный вентиль 29, обеспечивая постоянство величины действующего напора Hjзjв+H2, а следовательно, и расхода Oj при открытом положении запорного устройства 8 и создавая тем самым возможность отмеривания доз по времени.RD 17 provides automatic maintenance of a given constant pressure value П j = p + γ in H 1 = П зj = const in each j-th cycle of spilling (dosing) by pumping compressed air into the PP from amplifiers 24 through a collecting manifold 28 and a shut-off valve 29 , ensuring the constancy of the value of the effective pressure H j = P sj / γ in + H 2 , and consequently, the flow rate O j when the shut-off device 8 is open, and thereby creating the possibility of measuring doses over time.

ВУ 18 содержит электронный таймер 30 с цифровой индикацией времени дозирования, устанавливаемого посредством набора кнопками «SET» и «RST», электропневмо-преобразователь 31 и логический элемент «НЕ» 32.VU 18 contains an electronic timer 30 with a digital indication of the dosing time, set by means of a set of buttons "SET" and "RST", an electro-pneumatic converter 31 and a logical element "NOT" 32.

ВУ по команде оператора от сенсорной кнопки «СТАРТ» вырабатывает управляющий сигнал (24 v постоянного тока) на переключение запорного устройства 9 в открытое положение на время дозирования воды в тару. Время дозирования задается в пределах 0-99,99 с с разрешающей способностью 0,01 с.VU on the command of the operator from the touch button "START" produces a control signal (24 v DC) to switch the locking device 9 to the open position for the time of dispensing water into containers. The dosing time is set between 0-99.99 s with a resolution of 0.01 s.

РД 17, электропневмопреобразователь 31 и логический элемент «НЕ» 32 реализованы на элементной базе Универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА) [Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации ГСП. Универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики УСЭППА. Каталог, Том 5, выпуск 1. 1975. 44 с.].RD 17, electro-pneumatic transducer 31 and logical element “NOT” 32 are implemented on the element base of the Universal system of industrial pneumatic automation elements (USEPPA) [State system of industrial instruments and automation equipment GSP. Universal system of elements of industrial pneumatic automation USEPPA. Catalog, Volume 5, Issue 1. 1975. 44 pp.].

Питание пневмоэементов устройства производится от пневмосети через понижающий стабилизатор, настраиваемый на выходное давление, равное 0,14 МПа. (Стабилизатор на чертеже не показан). Электропитание таймера производится от электросети переменного тока напряжением 220 v.Power supply of the device’s pneumatic elements is carried out from the pneumatic network through a step-down stabilizer, adjusted to an output pressure of 0.14 MPa. (The stabilizer is not shown in the drawing). The timer is powered by 220 V AC.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед началом испытаний тракта необходимо подать пнемо- и электропитание на блок управления 2 (при наличии пневмопитания запорное устройство 8 находится в исходном закрытом положении), наполнить РР 4 водой до верхнего уровня, контролируемого визуально по УТ 6, и произвести предварительную проливку тракта для вытеснения из него пузырьков воздуха.Before starting the test of the tract, it is necessary to supply pneumatic and electric power to the control unit 2 (if there is pneumatic supply, the shut-off device 8 is in the initial closed position), fill the PP 4 with water to the upper level, visually controlled by UT 6, and pre-spill the path to displace him air bubbles.

Наполнение РР 4 производится под действием разрежения, создаваемого в РР струйным эжектором 13 при открытом положении вентилей 14, 15 и 16 и закрытом положении вентиля 29. По окончании операции наполнения РР следует закрыть вентили 14 и 16, а после выравнивания давления в РР до атмосферного и вентиль 15.PP 4 is filled under the action of the vacuum generated in the PP by the jet ejector 13 when the valves 14, 15 and 16 are open and the valve 29 is closed. At the end of the PP filling operation, valves 14 and 16 should be closed, and after the pressure in the PP is equalized to atmospheric and valve 15.

Предварительная проливка тракта производится под действием гидростатического напора столба воды в РР при закрытых положениях вентилей 14 и 16 и открытых положениях вентиля 29 и запорного устройства 8. Для реализации операции проливки следует установить тару 12 на позицию налива, пользуясь кнопками «SET» и «RST», установить время предварительной проливки на цифровом табло таймера и запустить операцию проливки кнопкой «СТАРТ». Время предварительной проливки подбирается экспериментальным путем и должно быть достаточным для полного удаления пузырей воздуха из тракта. Надлежащее качество проливки устанавливается визуальным путем по сплошности струи воды на выходе сливного наконечника. По окончании предварительной проливки необходимо закрыть вентиль 15.The path is preliminarily spilled under the influence of the hydrostatic pressure of the water column in the PP with the closed positions of the valves 14 and 16 and the open positions of the valve 29 and the locking device 8. To implement the pouring operation, set the container 12 to the filling position using the “SET” and “RST” buttons , set the pre-spill time on the digital timer display and start the spill operation with the "START" button. The preliminary shedding time is selected experimentally and should be sufficient to completely remove air bubbles from the tract. The proper quality of the spill is established visually by the continuity of the stream of water at the outlet of the drain tip. At the end of the preliminary shedding, it is necessary to close valve 15.

Рабочий цикл испытаний тракта, целью которых является определение среднего значения суммарного коэффициента потерь напора на его местных сопротивлениях, заключается в его многократных последовательных проливках с различными постоянными значениями (начиная с максимального) действующего напора Hjз,jв+H2=const. Давления Пз,j настраиваются задатчиком 25 и контролируются по манометру 21. Для реализации операций проливки (дозирования) следует установить мерную тару 12 на позицию налива, задатчик 25 настроить по манометру 21 на очередное давление задания дозы - Пз,j и включить тумблер 22 для подачи давления в РР 4. Набор давления в РР контролируется по манометру 21 при включенном положении тумблера 19. При достижении равенства Пjз,j устройство готово к реализации операции дозирования. Перед началом цикла операций дозирования следует установить тару на электронные весы (весы на чертеже не показаны) и обнулить их показания. Далее на цифровом табло таймера 30 следует установить время дозирования, соответствующее емкости тары, установленному значению давления Пз,j и верхнему пределу измерения веса на электронных весах (это время подбирается экспериментальным путем так, чтобы избежать перелива тары). Операция дозирования реализуется посредством касания сенсорной кнопки «СТАРТ» на таймере. Отмеренная доза вручную переливается из мерной тары 12 в РЕ 3.The working cycle of the tract tests, the purpose of which is to determine the average value of the total head loss coefficient at its local resistances, consists in its multiple successive spillings with various constant values (starting from the maximum) of the effective head H j = P s, j / γ in + H 2 = const. The pressures P s, j are adjusted by the adjuster 25 and controlled by the pressure gauge 21. To implement pouring (batching) operations, the measuring container 12 should be set to the filling position, the regulator 25 should be adjusted by the pressure gauge 21 to the next dose setting pressure - P s, j and the toggle switch 22 for supplying pressure to the PP 4. The pressure set in the PP is controlled by a pressure gauge 21 with the toggle switch 19 on. When the equality P j = P s, j is reached , the device is ready for the batching operation. Before starting the cycle of dosing operations, you should install the container on an electronic balance (the balance is not shown in the drawing) and reset their readings. Next, on the digital display of timer 30, you should set the dispensing time corresponding to the tare capacity, the set pressure value P s, j and the upper limit of the weight measurement on the electronic balance (this time is selected experimentally so as to avoid overfilling of the container). The dosing operation is carried out by touching the “START” touch button on the timer. The measured dose is manually poured from the measuring container 12 into PE 3.

Описанный цикл операций дозирования может повторяться после пополнения РР 4 с помощью эжектора 13.The described cycle of dosing operations can be repeated after replenishment of PP 4 using the ejector 13.

По окончании операций проливки тракта следует выключить тумблер 22 и открыть вентиль 15 для стравливания воздуха из РР 4 через проточную камеру эжектора 13; после полного стравливания воздуха следует нажать на кнопку «СТАРТ» на таймере для опорожнения тракта, а после удаления воды из тракта - выключить электропитание таймера и отключить пневмопитание блока управления.At the end of the operation of the channel spill, turn off the toggle switch 22 and open the valve 15 to bleed air from the PP 4 through the flow chamber of the ejector 13; after complete bleeding of air, press the “START” button on the timer to empty the tract, and after removing water from the tract, turn off the power to the timer and turn off the pneumatic supply to the control unit.

В результате реализации описанного цикла операций проливки, в соответствии с уравнением (1) для каждого значения действующего напора Hj с помощью электронных таблиц программы Microsoft Exel последовательно рассчитываются следующие параметры:As a result of the implementation of the described cycle of pouring operations, in accordance with equation (1) for each value of the effective pressure H j using the Microsoft Exel spreadsheets, the following parameters are successively calculated:

- объемный расход - Qj[см3/c]=Vj/tj, соответствующий напору Hj, где Vj [см3] - регистрируемый с помощью взвешивания на электронных весах объем дозы, tj [с] - время дозирования, j=1, 2…n, n≈20 - число проливок в данном цикле испытаний;- volumetric flow rate - Q j [cm 3 / s] = V j / t j corresponding to the pressure H j , where V j [cm 3 ] is the dose volume recorded by weighing on an electronic balance, t j [s] is the dosing time , j = 1, 2 ... n, n≈20 is the number of spills in this test cycle;

- скорость истечения воды из сливного наконечника - vнj[см/c]=Qj/fн;- the rate of flow of water from the drain tip - v nj [cm / s] = Q j / f n ;

- скорости течения воды на отдельных (i-x) участках трубопроводов - vтi,j[см/c]=vнj(dн/dтi)2;- water flow rates in separate (ix) sections of pipelines - v ti, j [cm / s] = v nj (d n / d ti ) 2 ;

- числа Рейнольдса для течения воды на отдельных участках трубопроводов - Rei,j=vтi,jdтi/vв=100vтi,jdтi(vв=10-2 см2/с);- Reynolds number of the water flow pipes at separate sites - Re i, j = v Ti, j d Ti / v = 100v in Ti, j d Ti (v s = 10 -2 cm 2 / s);

- коэффициенты трения на отдельных участках трубопроводов -

Figure 00000004
;- friction coefficients in individual sections of pipelines -
Figure 00000004
;

- потери напора на выходе сливного наконенчника -

Figure 00000005
;- pressure loss at the outlet of the discharge tip -
Figure 00000005
;

- потери напора на трение на отдельных участках трубопроводов - hтi,j[см]=λi,j(li/dтi)(dн/dтi)4;- friction pressure loss in individual sections of the pipelines - h ti, j [cm] = λ i, j (l i / d ti ) (d n / d ti ) 4 ;

- суммарные потери напора на трение в тракте -

Figure 00000006
- total friction head loss in the tract -
Figure 00000006

- суммарные потери напора на местных сопротивлениях в тракте - hмj[см]=Hj-hнj-hтj;- total pressure loss at local resistances in the path - h мj [cm] = H j -h нj -h тj ;

- суммарный коэффициент потерь напора на местных сопротивлениях -

Figure 00000007
;- total pressure loss coefficient at local resistances -
Figure 00000007
;

- среднее значение суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях -

Figure 00000008
.- the average value of the total coefficient of pressure losses at local resistances -
Figure 00000008
.

Далее, пользуясь рассчитанным по вышеописанной методике средним значением суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях (ξcp) и проектными значениями внутреннего диаметра dн сливного наконечника и длин Li участков трубопроводов, определяют расчетные значения (Hp,k) действующего напора для заданных проектных значений (Qз,k) требуемого диапазона изменения расхода и вязкости v натурной жидкости.Further, using the average value of the total head loss coefficient at local resistances (ξ cp ) calculated by the above method and the design values of the internal diameter d n of the drain tip and the lengths L i of the pipeline sections, the calculated values (H p, k ) of the effective pressure for the given design values (Q s, k ) of the required range of variation in flow rate and viscosity v of the natural fluid.

Эти вычисления проводят так же, как и ранее, с помощью электронных таблиц программы Microsoft Exel. Для этого задают ряд значений расхода Qз,k (k=1, 2…m) от минимального - Qз,1=Qз,min до максимального - Qз,m=Qз,max из требуемого по проекту диапазона его изменения и последовательно вычисляют входящие в уравнение (1) параметры:These calculations are carried out as before, using Microsoft Excel spreadsheets. To do this, set a number of flow rates Q s, k (k = 1, 2 ... m) from the minimum - Q s, 1 = Q s, min to the maximum - Q s, m = Q s, max from the range of change required by the project and sequentially calculate the parameters included in equation (1):

- скорости истечения жидкости из сливного наконечника -

Figure 00000009
- the rate of flow of fluid from the drain tip -
Figure 00000009

- потери напора на выходе сливного наконечника -

Figure 00000010
;- pressure loss at the outlet of the drain tip -
Figure 00000010
;

- скорости течения на отдельных (i-x) участках трубопроводов - vтi,k[см/с]=vн,k(dн/dтi)2;- flow rates at separate (ix) sections of pipelines - v ti, k [cm / s] = v n, k (d n / d ti ) 2 ;

- числа Рейнольдса на отдельных участках трубопроводов - Rei,k=vтi,kdтi/v;- Reynolds numbers in individual sections of the pipelines - Re i, k = v ti, k d ti / v;

- коэффициенты трения на отдельных участках трубопроводов -

Figure 00000011
;- friction coefficients in individual sections of pipelines -
Figure 00000011
;

- потери напора на трение на отдельных участках трубопроводов - hтi,k[см]=λi,k(Li/dтi)(dн/dтi)4;- friction pressure loss in individual sections of the pipelines - h ti , k [cm] = λ i, k (L i / d ti ) (d n / d ti ) 4 ;

- суммарные потери напора на трение в тракте -

Figure 00000012
;- total friction head loss in the tract -
Figure 00000012
;

- суммарные потери напора на местных сопротивлениях в тракте - hм,k[см]=ξсрhн,k;- total pressure loss at local resistances in the path - h m, k [cm] = ξ cp h n, k ;

- расчетные значения действующего напора - Hр,k[см]=hн,k+hт,k+hм,k.- the calculated values of the effective pressure - H p, k [cm] = h n, k + h t, k + h m, k .

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют в лабораторных условиях оперативно и с высокой степенью достоверности получать точки Qз,k расходных характеристик Qз,k=F(Hр,k) проектируемого тракта для жидкостей различной вязкости в варьируемых диапазонах изменения расхода, а также с варьируемой длиной образующих тракт участков трубопроводов.Thus, the proposed method and device allows in laboratory conditions to quickly and with a high degree of reliability to obtain points Q s, k flow characteristics Q s, k = F (H p, k ) of the designed tract for liquids of various viscosities in varying ranges of flow rates, and also with a variable length forming the tract sections of pipelines.

Кроме того, пользуясь электронными таблицами программы Microsoft Exel и дополнительно доступной в сети «Интрнет» программой Advanced Grapher, полученные в результате вычислений по описанной выше методике точечные расходные характеристики тракта (при достаточном числе точек) могут быть аппроксимированы путем автоматического регрессионного анализа и представлены графически согласно уравнению (1) в виде функций Q=F(H). Это позволяет прогнозировать семейства расходных характеристик тракта с варьируемыми физическими параметрами натурной жидкости (удельным весом γ и кинематической вязкостью v) и варьируемой длиной образующих тракт участков трубопроводов.In addition, using the spreadsheets of Microsoft Exel and the Advanced Grapher program that is additionally available on the Internet, the resulting flow rate characteristics of the path (with a sufficient number of points) obtained by the method described above can be approximated by automatic regression analysis and presented graphically according to equation (1) in the form of functions Q = F (H). This allows us to predict the family of flow characteristics of the path with variable physical parameters of the natural fluid (specific gravity γ and kinematic viscosity v) and variable length of the pipeline sections forming the path.

Claims (4)

1. Способ определения расходной характеристики гидравлического тракта, состоящего из местных сопротивлений и участков трубопроводов с концевой раздачей через запорное устройство со сливным наконечником, путем проливки тракта жидкостью и математической обработки полученных экспериментальных данных, отличающийся тем, что проливка производится водопроводной водой при комнатной температуре на модели тракта с проектными конструктивами местных сопротивлений и типоразмерами внутренних диаметров трубопроводов, посредством многократного порционного дозирования воды в мерную тару с постоянным объемным расходом Qj при различных, ступенчато изменяемых от максимального до минимального значений и поддерживаемых во время каждой операции дозирования на постоянном уровне величинах действующего напора Hj, с последующим вычислением среднего значения (ξср) суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях и перерасчетом расходных характеристик тракта на параметры натурной жидкости, заданный диапазон изменения расхода и реальные длины трубопроводов.1. The method of determining the flow rate characteristics of the hydraulic path, consisting of local resistance and sections of pipelines with end distribution through a locking device with a drain tip, by spilling the path with liquid and mathematical processing of the obtained experimental data, characterized in that the spilling is performed with tap water at room temperature on the model a path with design constructs of local resistances and sizes of internal diameters of pipelines, by means of multiple on portioned dosing of water into a measuring container with a constant volumetric flow rate Q j at various stepwise varying from maximum to minimum values and supported during each dispensing operation at a constant level of the effective pressure H j , followed by calculation of the average value (ξ cf ) of the total coefficient pressure losses at local resistances and recalculation of the flow rate characteristics of the path to the parameters of the natural fluid, a given range of flow rate changes and the actual length of the pipelines. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вычисление среднего значения (ξср) суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях производится на компьютере с помощью электронных таблиц программы Microsoft Exel в нижеуказываемой последовательности по формулам:
- объемный расход - Qj[см3/c]=Vj/tj, соответствующий напору Hj, где Vj[см3] - регистрируемый с помощью взвешивания на электронных весах объем дозы, tj[c] - время дозирования, j=1,2…n, n≈20 - число проливок в данном цикле испытаний;
- площадь проходного сечения сливного наконечника -
Figure 00000013

- скорость истечения воды из сливного наконечника - vнj[cм/c]=Qj/fн;
- скорости течения воды на отдельных (i-x) участках трубопроводов - vтi,j[cм/c]=vнj(dн/dтi)2, где dн - внутренний диаметр сливного наконечника, dтi- внутренний участка трубопровода длиной li;
- числа Рейнольдса для течения воды на отдельных участках трубопроводов - Rei,j=vтi,jdтi/vв=100vтi,jdтi (vв=10-2 см2/с - кинематическая вязкость воды при комнатной температуре);
- коэффициенты трения на отдельных участках трубопроводов -
Figure 00000014

- потери напора на выходе сливного наконечника -
Figure 00000015

- потери напора на трение на отдельных участках трубопроводов - hтi,j[cм]=λi,j(li/dтi)(dн/dтi)4;
- суммарные потери напора на трение в тракте -
Figure 00000016

- суммарные потери напора на местных сопротивлениях в тракте - hмj[см]=Hj-hнj-hтj;
- суммарный коэффициент потерь напора на местных сопротивлениях -
Figure 00000017

- среднее значение суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях -
Figure 00000018
2. The method according to p. 1, characterized in that the calculation of the average value (ξ cf ) of the total coefficient of pressure loss at local resistances is performed on a computer using spreadsheets of Microsoft Exel in the following sequence according to the formulas:
- volumetric flow rate - Q j [cm 3 / s] = V j / t j corresponding to the pressure H j , where V j [cm 3 ] is the dose volume recorded by weighing on an electronic balance, t j [c] is the dosing time , j = 1,2 ... n, n≈20 is the number of spills in a given test cycle;
- flow area of the drain tip -
Figure 00000013

- the rate of flow of water from the drain tip - v nj [cm / s] = Q j / f n ;
- water flow rates in separate (ix) sections of pipelines - v ti, j [cm / s] = v nj (d n / d ti ) 2 , where d n is the internal diameter of the drain tip, d ti is the internal section of the pipeline with a length l i;
- Reynolds number of the water flow pipes at separate sites - Re i, j = v Ti, j d Ti / v = 100v in Ti, j d Ti (v s = 10 -2 cm 2 / s - the kinematic viscosity of water at room temperature );
- friction coefficients in individual sections of pipelines -
Figure 00000014

- pressure loss at the outlet of the drain tip -
Figure 00000015

- friction pressure loss in individual sections of the pipelines - h ti, j [cm] = λ i, j (l i / d ti ) (d n / d ti ) 4 ;
- total friction head loss in the tract -
Figure 00000016

- total pressure loss at local resistances in the path - h мj [cm] = H j -h нj -h тj ;
- total pressure loss coefficient at local resistances -
Figure 00000017

- the average value of the total coefficient of pressure losses at local resistances -
Figure 00000018
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для перерасчета расходных характеристик тракта на параметры натурной жидкости и реальные длины трубопроводов задают ряд значений расхода Qз,k (k=1,2…m) от минимального - Qз,l=Qз,min до максимального
- Qз,m=Qз,max из заданного диапазона его изменения и производят вычисление соответствующих расчетных значений действующего напора - Нр,k в указываемой ниже последовательности по формулам:
- скорости истечения жидкости из сливного наконечника -
Figure 00000019

- потери напора на выходе сливного наконечника -
Figure 00000020

- скорости течения на отдельных (i-x) участках трубопроводов - vтi,k[cм/c]=vн,k(dн/dтi)2;
- числа Рейнольдса на отдельных участках трубопроводов - Rei,k=vтi,kdтi/v;
- коэффициенты трения на отдельных участках трубопроводов -
Figure 00000021

- потери напора на трение на отдельных участках трубопроводов -hтi,k[cм]=λi,k(Li/dтi)(dн/dтi)4;
- суммарные потери напора на трение в тракте -
Figure 00000022

- суммарные потери напора на местных сопротивлениях в тракте - hм,k[см]=ξсрhн,k;
- расчетные значения действующего напора - Нр,k[см]=hн,k+hт,k+hм,k.
3. The method according to p. 1, characterized in that to recalculate the flow rate characteristics of the path to the parameters of the natural fluid and the actual lengths of the pipelines set a number of flow rates Q s, k (k = 1.2 ... m) from the minimum - Q s, l = Q s, min to the maximum
- Q s, m = Q s, max from a given range of its change and calculate the corresponding calculated values of the effective pressure - N p, k in the sequence indicated below by the formulas:
- the rate of flow of fluid from the drain tip -
Figure 00000019

- pressure loss at the outlet of the drain tip -
Figure 00000020

- flow rates in separate (ix) sections of pipelines - v ti, k [cm / s] = v n, k (d n / d ti ) 2 ;
- Reynolds numbers in individual sections of the pipelines - Re i, k = v ti, k d ti / v;
- friction coefficients in individual sections of pipelines -
Figure 00000021

- friction pressure loss in individual sections of the pipelines -h ti, k [cm] = λ i, k (L i / d ti ) (d n / d ti ) 4 ;
- total friction head loss in the tract -
Figure 00000022

- total pressure loss at local resistances in the path - h m, k [cm] = ξ cp h n, k ;
- the calculated values of the effective pressure - N p, k [cm] = h n, k + h t, k + h m, k .
4. Устройство для определения среднего значения суммарного коэффициента потерь напора на местных сопротивлениях, содержащее расходную емкость как источник жидкости для проливки тракта, расходный резервуар с уровнемерной трубкой в качестве измерителя уровня, оборудованный запорными вентилями для подачи сжатого воздуха и пополнения жидкостью с подключенным к его нижней части испытуемым трактом с запорным устройством на его выходе, мерную тару как сливную емкость, систему перекачки жидкости из расходной емкости в расходный резервуар при повторном использовании жидкости, отличающееся тем, что система пополнения расходного резервуара жидкостью - водопроводной водой - содержит струйный эжектор с запорными вентилями на линии пневмопитания и линии вакуума, запорное устройство выполнено в виде шарового крана с двухсторонним пневмоприводом с отрицательным - «закрыть» и положительным - «открыть» входами и со сливным наконечником, а расходный резервуар дополнительно оборудован барботажной трубкой с линией питания через постоянный дроссель, выход которой подключен к входу введенного в устройство пневмоэлектронного блока управления, состоящего из пневматического регулятора давления и электропневматического временного устройства, содержащего электронный таймер с цифровым индикатором и кнопками настройки времени и запуска операции дозирования, электропневмопреобразователь с нормально открытым и нормально замкнутым пневмоконтактами, управляющий вход которого подключен к выходу таймера, и логический пневмоэлемент НЕ, выход которого подключен к положительному входу пневмопривода шарового крана, а вход - к отрицательному входу пневмопривода и к выходу электропневмопреобразователя, нормально открытый пневмоконтакт которого подключен к источнику пневмопитания, а нормально закрытый пневмоконтакт сообщается с атмосферой; пневматический регулятор давления содержит пятимембранный элемент сравнения с двумя положительными и двумя отрицательными входами, первое и второе нормально открытые пневмореле-коммутаторы, блок усилителей мощности, выходы которых через сборный коллектор подключены к запорному вентилю подачи сжатого воздуха в расходный резервуар и функционально образующие пульт управления регулятора давления пневмотумблер контроля заданной или фактической величины полного давления в расходном резервуаре, выход которого подсоединен к управляющему входу первого пневмореле-коммутатора, задатчик полного давления и пневмотумблер подачи давления в расходный резервуар, выход которого подключен к управляющему входу второго пневмореле-коммутатора, выход которого подключен к входам усилителей мощности, нормально открытый пневмоконтакт второго пневмореле-коммутатора сообщается с атмосферой, а его нормально замкнутый пневмоконтакт подключен к выходу пятимембранного элемента сравнения, положительные входы которого подключены к выходу задатчика давления и к нормально открытому пневмоконтакту первого пневмореле-коммутатора, выход которого подключен к образцовому манометру, а нормально замкнутый пневмоконтакт - к выходу барботажной трубки и к отрицательным входам пятимембранного элемента сравнения. 4. A device for determining the average value of the total coefficient of pressure loss at local resistances, containing a supply tank as a source of fluid for channel spillage, a supply tank with a level gauge tube as a level meter, equipped with shut-off valves for supplying compressed air and replenishing fluid with a lower one parts of the test path with a locking device at its outlet, a measuring container as a drain tank, a system for pumping liquid from a supply tank to a supply tank, etc. and reuse of liquid, characterized in that the system of replenishing the supply tank with liquid - tap water - contains a jet ejector with shut-off valves on the pneumatic supply line and vacuum line, the shut-off device is made in the form of a ball valve with a double-sided pneumatic actuator with a negative “close” and positive “Open” with entrances and with a drain tip, and the supply tank is additionally equipped with a bubbler tube with a power line through a constant choke, the output of which is connected to the input to a pneumatic-electronic control unit consisting of a pneumatic pressure regulator and an electro-pneumatic temporary device, comprising an electronic timer with a digital indicator and buttons for setting the time and starting the dosing operation, an electro-pneumatic converter with normally open and normally closed pneumatic contacts, the control input of which is connected to the timer output, and logical pneumatic element NOT, the output of which is connected to the positive input of the pneumatic actuator ball valve, and the input - to the negative input of the pneumatic actuator and to the output of the electro-pneumatic converter, the normally open pneumatic contact of which is connected to the pneumatic supply, and the normally closed pneumatic contact is connected to the atmosphere; the pneumatic pressure regulator contains a five-membered comparison element with two positive and two negative inputs, the first and second normally open pneumatic switches, a power amplifier unit, the outputs of which are connected to the shut-off valve for supplying compressed air to the flow tank through the collection manifold and form the control panel for the pressure regulator pneumatic toggle control of a given or actual value of the total pressure in the supply tank, the output of which is connected to the control at the inlet of the first pneumatic relay switch, the full pressure switch and pneumatic toggle switch for supplying pressure to the supply tank, the output of which is connected to the control input of the second pneumatic relay switch, the output of which is connected to the inputs of the power amplifiers, the normally open pneumatic contact of the second pneumatic relay switch communicates with the atmosphere, and its normally closed pneumatic contact is connected to the output of the five-membered element of comparison, the positive inputs of which are connected to the output of the pressure regulator and to the normally open air contact contact of the first pneumorelayer switch, the output of which is connected to an exemplary pressure gauge, and a normally closed pneumatic contact - to the output of the bubbler tube and to the negative inputs of the five-membered comparison element.
RU2015107434/28A 2015-03-04 2015-03-04 Method of determining flow characteristics of hydraulic circuit and device therefor RU2582486C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107434/28A RU2582486C1 (en) 2015-03-04 2015-03-04 Method of determining flow characteristics of hydraulic circuit and device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107434/28A RU2582486C1 (en) 2015-03-04 2015-03-04 Method of determining flow characteristics of hydraulic circuit and device therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582486C1 true RU2582486C1 (en) 2016-04-27

Family

ID=55794485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015107434/28A RU2582486C1 (en) 2015-03-04 2015-03-04 Method of determining flow characteristics of hydraulic circuit and device therefor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582486C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680987C1 (en) * 2018-03-28 2019-03-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for determining the estimated flow characteristics of a hydraulic circuit during a turbulent flow mode
CN109933861A (en) * 2019-02-25 2019-06-25 中交上海航道局有限公司 A method of fitting dredger sludge discharge pipeline slurry resistance characteristic formula
RU2709034C1 (en) * 2019-05-24 2019-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method of determining hydraulic circuit flow characteristic for transition area from turbulent to laminar flow conditions
RU2765801C1 (en) * 2020-09-08 2022-02-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for determining the flow characteristics of a hydraulic tract in the transition outflow area

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1439421A1 (en) * 1987-04-06 1988-11-23 Предприятие П/Я В-2504 Method and apparatus for determining coefficient of pressure loss of circuits
SU1606890A1 (en) * 1988-05-27 1990-11-15 Предприятие П/Я В-2504 Method and apparatus for determining coefficient of hydraulic resistance of paths
RU2240525C1 (en) * 2003-04-18 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Method and device for determining hydraulic drag coefficient

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1439421A1 (en) * 1987-04-06 1988-11-23 Предприятие П/Я В-2504 Method and apparatus for determining coefficient of pressure loss of circuits
SU1606890A1 (en) * 1988-05-27 1990-11-15 Предприятие П/Я В-2504 Method and apparatus for determining coefficient of hydraulic resistance of paths
RU2240525C1 (en) * 2003-04-18 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" Method and device for determining hydraulic drag coefficient

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680987C1 (en) * 2018-03-28 2019-03-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for determining the estimated flow characteristics of a hydraulic circuit during a turbulent flow mode
CN109933861A (en) * 2019-02-25 2019-06-25 中交上海航道局有限公司 A method of fitting dredger sludge discharge pipeline slurry resistance characteristic formula
RU2709034C1 (en) * 2019-05-24 2019-12-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method of determining hydraulic circuit flow characteristic for transition area from turbulent to laminar flow conditions
RU2765801C1 (en) * 2020-09-08 2022-02-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for determining the flow characteristics of a hydraulic tract in the transition outflow area

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2582486C1 (en) Method of determining flow characteristics of hydraulic circuit and device therefor
RU2680987C1 (en) Method for determining the estimated flow characteristics of a hydraulic circuit during a turbulent flow mode
RU2537099C1 (en) Device for measurement of weight flow and weigh batching of liquid flotation reagents (weighing flow meter/liquid batcher)
JP2015510065A (en) Method for metering fluid media
MX2010007963A (en) Method for measuring the volume flow of electrically conductive liquids through a vessel.
WO2004109240A2 (en) Mass flow metering systems
CN201892552U (en) Oil, gas and water multiphase flowmeter
CN208383646U (en) A kind of solution density on-line measuring device
RU2709034C1 (en) Method of determining hydraulic circuit flow characteristic for transition area from turbulent to laminar flow conditions
RU160835U1 (en) MEASURING UNIT FOR DOSING LIQUID PRODUCTS
CN206223265U (en) The quality demarcation system of mass flowmenter
RU2519236C1 (en) Method for determining parameters of oil-gas-water flow
RU2543702C1 (en) Method and test rig for determination of hydraulic residues of fuel in missile tank
RU2765801C1 (en) Method for determining the flow characteristics of a hydraulic tract in the transition outflow area
RU2682063C1 (en) Method for control of metrological characteristics of fixed or mobile metering installations and calibration unit for its implementation
RU2495709C1 (en) Automatic gas odoriser system
CN205670027U (en) A kind of novel tipping-bucket type crude oil metering system
CN204346550U (en) Fine liquid flow metering pick-up unit
CN204027635U (en) Pass the liquid in-out device of system based on volumetric quantity
RU129554U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING OIL AND GAS-WATER FLOW PARAMETERS
RU2695520C1 (en) Method of receiving and accounting for oil products
CN207795226U (en) A kind of well head oil measuring system
RU2635127C1 (en) Device for producing multicomponent gas mixtures (versions)
CN205527717U (en) Add agent device from weighing
RU2688585C1 (en) Method of determining hydraulic residues in a tank

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200305