ОПТИМІЗАЦІЯ ТУРБІННОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ВИТРАТИ З ГІДРОДИНАМІЧНИМ ВРІВНОВАЖУВАННЯМ ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТУ

Anna Pisarets, I. Korobko

Анотація


Важливою задачею математичного моделювання роботи турбінних перетворювачів витрати рідини із гідродинамічним врівноважуванням чутливого елементу є їх оптимізація із вибором раціональних значень параметрів конструкції. Причому можливі два шляхи такої оптимізації: експериментальний, що потребує відповідного лабораторного обладнання та великих часових і фінансових затрат; теоретичний, який дозволяє значно зменшити кількість експериментальних напівнатурних досліджень, необхідних, у такому випадку, тільки для уточнення результатів оптимізації. Оптимізація турбінного перетворювача витрати полягає у пошуку значень його внутрішніх параметрів, що забезпечують екстремум цільової функції за означеним критерієм. У статті сформульовано критерії оптимізації, що дозволяють оцінити роботу перетворювача у динамічному режимі, обґрунтовано вибір проектних параметрів, проаналізовано та визначено їх граничні значення за умов рівноваги чутливого елементу у широкому діапазоні зміни витрати.

Множина параметрів конструкції перетворювача витрати, фізичних і гідродинамічних властивостей вимірюваного середовища, та додаткові обмеження, викликані врівноважуванням чутливого елементу, вказують на багатовимірність задачі оптимізації. Аналіз методів багатовимірної оптимізації та складових наведеної задачі свідчить про те, що через складність отримання градієнту цільової функції, оптимізація параметрів конструкції вимірювальної камери турбінного перетворювача витрати із гідродинамічним врівноважуванням чутливого елементу класичними градієнтними методами та методами другого порядку неможлива. Тому доцільним у даному випадку шляхом залишається стратегія прямого пошуку, яка дозволяє ефективно врахувати межі зміни проектних параметрів та обмеження на область пошуку.

Виходячи з цього, поставлену задачу оптимізації конструкції турбінного перетворювача витрати рідини розв’язано із використанням стратегії прямого пошуку за комплексним критерієм, що характеризується мінімальними значеннями відносної та середньоінтегральної похибок. При цьому початкові та граничні умови проектних параметрів визначено із умов рівноваги чутливого елементу у широкому діапазоні вимірювань.


Ключові слова


оптимізація; математичне моделювання; турбінний перетворювач витрати, чутливий елемент; гідродинамічне врівноважування

Повний текст:

PDF

Посилання


Pysaretsʹ A. V., "Systema proektuvannya turbinnykh peretvoryuvachiv vytraty," Visnyk NTUU "KPI". Seriya pryladobuduvannya, is. 46, pp. 126 – 133, 2013. (in Ukrainian)

YU. M. Nefʹodov, T. YU. Balytsʹka. Metody optymizatsiyi v prykladakh i zadachakh: Navch. posibnyk. Kyiv: Kondor, 2011. 324 p. (in Ukrainian)

M. I. Zhaldak, YU. V. Tryus. Osnovy teoriyi i metodiv optymizatsiyi: Navch. posibnyk. Cherkasy, Brama – Ukrayina, 2005. 608 p. (in Ukrainian)

G. Rekleytis, A. Reyvindran, K. Regsdel. Optimizatsiya v tekhnike: v 2-kh knigakh. Kn. 1. Per. s angl. Moscow: Mir, 1986. 350 p. (in Russian)

G. Rekleytis, A. Reyvindran, K. Regsdel. Optimizatsiya v tekhnike: v 2-kh knigakh. Kn. 2. Per. s angl. Moscow: Mir, 1986. 320 p. (in Russian)

P. M. Talanchuk, V. T. Rushchenko. Osnovy teorii i proyektirovaniya izmeritel'nykh priborov: Uchebnoye posobiye. Kyiv: Vishcha shkola, 1989. 454 p. (in Russian)

Bandi B. Metody optimizatsii. Vvodnyy kurs. Moscow: Radio i svyaz', 1988. 128 p. (in Russian)

I. V. Korobko, I. A. Gryshanova, "Research on developing propeller flowmeters with increased accuracy," Proceedings of HT/FED’04 2004 ASME Heat Transfer/Fluids En-gineering Summer Conference July 11-15, 2004, Charlotte, North Carolina, USA.

. I. Gryshanova, I. Korobko, P. Pogrebniy, "Increas-ing of accuracy of multipath ultrasonic flow meters by intelligent correction," Measurement Automation Monitoring. Dec. 2016, no 12, vol. 62, pp. 411 – 416.

I. V. Korobko, A. V. Pysaretsʹ, "Osnovni zadachi i metodolohiya optymizatsiyi vymiryuvalʹnykh peretvoryuvachiv vytraty ta kilʹkosti ridyn i haziv," Mezhdunarodnaya nauchno-tekhnycheskaya konferentsyya «Unyversytet·skaya nauka - 2011»: Sb. tezysov v 3-kh tomakh. Maryupolʹ: HVUZ «PHTU», v. 2, pp. 59 – 60, 2011. (in Ukrainian)

I. V. Korobko, A. V. Pysaretsʹ, I. O. Fisunov, "Doslidzhennya vplyvu formy chutlyvoho elementu na dynamichni kharakterystyky turbinnykh peretvoryuvachiv vytraty," Visnyk NTUU "KPI". Seriya pryladobuduvannya, is. 49 (1), pp. 14 – 19, 2015. (in Ukrainian)

I. V. Korobko, A. V. Pysaretsʹ, "Doslidzhennya roboty shvydkisnykh zasobiv vymiryuvannya vytrat ridyn z rozvantazhenym rotorom," Visnyk NTUU “KPI”. Seriya pryladobuduvannya, is. 25, pp. 89 – 94, 2003. (in Ukrainian)

Í. V. Korobko, A. V. Pisarets', "Turbinnyye preobrazovateli raskhoda s uravnoveshennym rotorom," Promyshlennaya teplotekhnika, № 4, pp. 84 – 89, 2006. (in Russian)

Kremlevskiy P. P. Raskhodomery i schetchiki kolichestva veshchestv: Spravochnik: Kn. 1. – 5-ye izd. pererab. i dop. SPb.: Politekhnika, 2002. 409 p. (in Russian)

G. N. Bobrovnikov, L. A. Kamyshev. Teoriya i raschet turbinnykh raskhodomerov. Moscow: Izd-vo standartov, 1978. 128 p. (in Russian)

GOST 14167-83. Schetchiki kholodnoy vody turbinnyye. Tekhnicheskiye usloviya. Vzamen GOST 14167-76; Vved. 01.07.84. Moscow: Izd-vo standartov, 1983. 12 p. (in Russian)

Soprotivleniye materialov, pod red. akad. AN USSR Pisarenko G. S. –5-ye izd., pererab. i dop. Kiev: Vishcha shkola. 1986. 775 p. (in Russian)

G. Korn, T. Korn. Spravochnik po matematike dlya nauchnykh rabotnikov i inzhenerov. Moscow: Nauka, 1984. 932 p. (in Russian)

A. V. Pisarets, I. V. Korobko, "Opredeleniye osevogo peremeshcheniya chuvstvitel'nogo elementa turbinnykh preobrazovateley raskhoda s uravnoveshennym rotorom," Sistemi obrobki ínformatsíí, № 6 (96), pp. 150 – 154, 2011. (in Russian)




DOI: https://doi.org/10.20535/1970.54(2).2017.119574

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2018 Рівні права