Имитационные испытания расходомеров сточных вод для целлюлознсьбумажной промышленности
Входным эталонным сигналом для стенда является электрический сигнал с выхода образцового расходомера на заданном расходе, предварительно записанный на проливной установке и воспроизведенный с помощью ноутбука. При наличии цепи обратной связи в процессе работы стенда на мембранах обоих камер создаются одинаковые механические колебания, параметры которых определяются эталонным сигналом. В обеих камерах на срезах КОС создаются знакопеременные перепады давления, возникают знакопеременные перетоки технологической жидкости через чувствительные элементы образцового и поверяемого расходомера. Таким образом, при одинаковой геометрии камер стенда в них протекают одинаковые гидродинамические явления. Это позволяет считать, что подавая сигналы, предварительно записанные на реальной проливной установке для различных поверяемых расходов, мы будем имитировать на стенде работу расходомера в условиях различных расходов.
В процессе поверки электронные блоки образцового и поверяемого расходомеров формируют определенное число импульсов, пропорциональное некоторому имитационному объему жидкости, прошедшему через приборы. Это количество фиксируется соответствующими счетчиками импульсов. Сравнивая показания счетчиков импульсов образцового и поверяемого расходомеров, можно судить о погрешности измерения на данном поверочном расходе.
Для оптимизации конструктивных и метрологических параметров установки, а также с целью исследования погрешности воспроизведения расхода на имитационном стенде авторы статьи разработали математическую модель стенда в пакете Simulink программы Matlab.
Для того чтобы описать движение жидкости в герметичных камерах, нужно рассмотреть протекание жидкости через К8С расходомера. Используя метод контрольного объема [2], получим уравнение для средней скорости движения жидкости в КОС:
В стенд включен линейный электромагнитный привод, создающий силу которая будет действовать на мембрану камеры.
Для имитационной модели блока электропривода инерционные свойства катушки привода можно задать в виде передаточной функции первого порядка
Под действием движущейся суспензии в КОС на чувствительный элемент ППВК (гибкий электрод) действует сила, приложенная к его центру площади, которая совпадает с центром масс (для плоского электрода).
В связи с изложенными теоретическими предпосылками, учитывая выражения (1) — (5), разработана имитационная модель стенда в среде Simulink (рис. 2).
Стенд состоит из подсистем и блоков:
KameraLINEARIZE 1 и Kamera LINEARIZE 2 - подсистема, моделирующая камеры стенда согласно уравнению (5);
Flowmetr 1 и Flowmetr_2 — подсистема, решающая одновременно дифференциальные уравнения движения электрода ППВК под действием набегающего потока в КОС и электронного блока, который преобразует отклонение электрода в электрический сигнал;
ЕМР — блок, моделирующий электромагнитный привод стенда в соответствие с выражениями (3);
PID — регулятор цепи обратной связи с устройством сравнения сигналов;
Transport Delay — блок, необходимый для устранения фазового сдвига между входным и выходным сигналами при их вычитании;
Error_% — дисплей, индицирующий динамическую ошибку воспроизведения эталонного сигнала с помощью блока RMS.
Исследование модели стенда проводилось с эталонными сигналами, соответствующими диапазону реальных скоростей жидкости в трубопроводе от 0,1 до 4 м/с (от минимального до номинального). Выяснилось, что стенд воспроизводит эталонный сигнал со всеми его особенностями с высокой точностью. Пример осциллограммы входного и выходного сигналов приведен на рис. 3.
Другие статьи по экологии
Технологические схемы очистки природных вод
Очистка природных
вод и водоподготовка — комплекс физических,
химических и биологических процессов для снижения содержания в воде вредных примесей
и обогащения ее недостающими ингредиентами ...
Применение катализа для защиты окружающей среды
Ускорение химических реакций под действием малых количеств
веществ (катализаторов), которые сами в ходе реакции не изменяются.
Каталитические процессы играют огромную роль в нашей жизни. Био ...
Природа Кавказа Тебердинский заповедник
ЦЕЛЬ ИСЛЕДОВАНИЯ ПРОБЛЕМЫ:
Цель данной работы заключается в исследовании заповедников
Кавказа, на примере Тебердинского заповедника.
ЗАДАЧА РАБОТЫ:
Дать полную характеристику Теберди ...