СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧНА ОПТИМІЗАЦІЯ ГАЗОГІДРОДИНАМІЧНИХ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПЛИННИХ СЕРЕДОВИЩ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.62(2).2021.249174Ключові слова:
структурний синтез, параметрична оптимізація, дросельний перетворювачАнотація
Стаття присвячена вдосконаленню методів побудови дросельних схем газогідродинамічних вимірювальних перетворювачів фізико-механічних параметрів плинних середовищ. Проведено огляд сучасних дросельних перетворювачів різноманітних параметрів, побудованих на різних схемах, з різною кількістю та типами дросельних елементів, з різними вихідними сигналами. Встановлено, що якість вимірювального перетворювача визначається як структурною схемою, так і конструктивними характеристиками дросельних елементів конкретної вимірювальної схеми. Для побудови газогідродинамічних перетворювачів в статті запропоновано застосувати структурний синтез в поєднанні з параметричною оптимізацією, за допомогою якої досягають заданих характеристик перетворювачів.
Метою роботи є розроблення ефективного методу побудови дросельних схем газогідродинамічних вимі-рювальних перетворювачів фізико-механічних параметрів плинних середовищ із застосуванням структурної оптимізації схем та оцінки кожної схеми методами параметричної оптимізації за допомогою відповідного критерію, який кількісно визначає якість вимірювального перетворювача.
Для досягнення поставленої мети авторами виконано аналіз критеріїв та ресурсів структурної та параметричної оптимізації газогідродинамічних перетворювачів. Зокрема, проаналізовано такі ресурси структурного синтезу схем вимірювальних перетворювачів: порядок схеми та компонування дроселів, тип дроселів, вихідні сигнали, режим живлення перетворювача. Запропоновано підходи до параметричної оптимізації дросельних схем: на основі математичної моделі визначають цільову функцію, формують обмеження на змінні і фіксовані величини, обґрунтовують параметри оптимізації, вибирають метод оптимізації. В результаті виконаних досліджень авторами розроблено методику структурно-параметричної оптимізації газогідродинамічних вимірювальних перетворювачів, яка дає змогу синтезувати дросельні схеми та будувати математичні моделі перетворювачів заданих параметрів плинного середовища із оптимальними характеристиками.
Посилання
L. A., Zalmanzon. Components for Pneumatic Control Instruments: The Static and Dynamic Characteristics of Pneumatic Resistances, Capacitances and Transmission Lines, Pergamon, 2014.
V. V. Drevetskyi, M. M. Klepach, “Prystrii dlia vymiriuvannia yakisnykh pokaznykiv naftoproduktiv”, U.A. Patent № 66327, bul. № 24, 2011. (in Ukrainian)
M. Tournier, M. S. Aignan, “Device for Measuring the Viscosity of Fluid”, U.S. Patent 4,384,472, 1983.
Ye. P. Pistun, H. F. Matiko, H. B. Krykh, F. D. Matiko, “Modeling throttle bridge measuring transducers of physical-mechanical parameters of Newtonian fluids”, Mathematical Modeling and Computing, vol. 8, no. 3, pp. 515–525, 2021. Doi: 10.23939/mmc2021.03.515
Z. Teplukh, I. Dilay, I. Stasiuk, M. Tykhan, I. Kubara, “Design of linear capillary measuring transducers for low gas flow rates”, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 6/5(96), pp. 25–32, 2018. Doi:10.15587/1729-4061.2018.150526
V. V. Voievoda, V. V. Drevetskyi, “Prystrii dlia vymiriuvannia reolohichnykh parametriv viazkoplastychnykh ridyn”, U.A. Patent № 102560, bul. № 21, 2015. (in Ukrainian)
Ye. Pistun, H., F. Matiko, “Structural Modeling of Throttle Diagrams for Measuring Fluid Parameters”, Metrology аnd Measurement Systems, vol. 25(4), pp. 659–673, 2018.
Ye. Pistun, H. Matiko, H. Krykh, F. Matiko, “Synthesizing the Schemes of Multifunctional Measuring Transducers of the Fluid Parameters”, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 6, no. 5(90), pp. 13–22, 2017. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.114110
V. V. Drevetskyi, M. M. Klepach, “Sposib vyznachennia oktanovoho chysla avtomobilnykh benzyniv”, U.A. Patent № 75959, bul. №24, 2012. (in Ukrainian)
V. Korobko, “Optimization of fluid flow measurement transducers of hydrodynamic type”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute, Series Instrument Making, is. 46, pp. 91–96, 2013. (in Ukrainian)
K. Ravichandran, N. Masoudi, G. M. Fadel, M. M. Wiecek, “Parametric Optimization for Structural Design Problems”, ASME 2019 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. Volume 2B: 45th Design Automation Conference, Anaheim, California, USA, 2019. https://doi.org/10.1115/DETC2019-97860
N. Zosimovych, “Structural and parametric optimization for flight vehicle structures”. XII International Scientific and Practical Conference: “Areas of Scientific Thought - 2016/2017”, Sheffield, UK, 2017, vol. 8, pp. 59–68.
V. V. Drevetskyi, V. P. Kvasnikov, “Optymizatcia heometrychnykh rozmiriv droselnykh podilnykiv hidrodynamichnykh vymiriuvalnykh skhem”, Zbirnyk naukovykh prats VIKNU, vyp.16, с.18–23, 2008. (in Ukrainian)
Ye. Pistun, H. Matiko, H. Krykh, “Modelling the Schemes of Measuring Transducers Using Set Theory”, Metrology and Instruments, vol.3, pp. 53–61, 2016. (in Ukrainian)
Ye. Pistun, H. Matiko, H. Krykh, “Mathematical Models of Throttle Elements of Gas-hydrodynamic Measuring Transducers”, Energy Engineering and Control Systems, vol. 5(2), pp. 94–107, 2019. https://doi.org/10.23939/jeecs2019.02.094
Ye. P. Pistun, H. F. Leskiv, “Hazohidrodynamichni vymiruvalni peretvoriuvachi na skladenykh droselnykh elementakh”, Teploenergetyka. Inzheneriia dovkillia. Avtomatizatsiia: Visnykh NU “LP”, no. 460, c.81–88, 2002. (in Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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.
