ОПТИМІЗАЦІЯ ТУРБІННОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ВИТРАТИ З ГІДРОДИНАМІЧНИМ ВРІВНОВАЖУВАННЯМ ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТУ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.54(2).2017.119574Ключові слова:
оптимізація, математичне моделювання, турбінний перетворювач витрати, чутливий елемент, гідродинамічне врівноважуванняАнотація
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.
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)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
