Artykuł dotyczy zastosowania defektoskopii ultradźwiękowej w pomiarach przepływów dwufazowych. W pracy opisano sprawdzenie aparatury pomiarowej poprzedzające wykonanie pomiarów różnych struktur przepływu dwufazowego woda-powietrze oraz przedstawiono rezultaty pomiarów.
EN
The article concerns the use of ultrasonic flaw detection in the measurement of two-phase flows. The work describes the checking of the measuring equipment preceding the measurement of various structures of two-phase water-air flow and presents the measurement results.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tematyka artykułu dotyczy możliwości wykorzystania metody defektoskopii ultradźwiękowej do wykrywania nieciągłości w przepływie dwufazowym woda - powietrze. Opisano w nim zasadę pomiarową, sposób testowania układu pomiarowego, a następnie przedstawiono przykładowe wyniki badań dla poziomego przepływu: pęcherzykowego, korkowego rzutowego. Przedstawiona metoda pozwala na wyznaczenie szeregu wielkości charakterystycznych dla przepływu dwufazowego, a mianowicie: rozkładu fazy gazowej wysokości i długości korka czy prędkości fazy gazowej. Można również wyznaczyć udział objętościowy fazy gazowej w przepływie. Wykorzystując wiele czujników ultradźwiękowych zamontowanych w jednej płaszczyźnie pomiarowej można zbudować układ tzw. tomografii ultradźwiękowej.
EN
The article focuses on the application of ultrasonic flow detection for identifying discontinuities in water-air two-phase flow. It details the measurement principle and the methodology for testing the measurement system. The paper then presents exemplary research results for horizontal flow regimes: bubbly flow and slug flow. This method enables the determination of several key parameters characteristic of two-phase flow, specifically: gas phase distribution, slug height and length, and gas phase velocity. Furthermore, the void fraction of the gas phase in the flow can also be determined. By utilizing multiple ultrasonic sensors mounted in a single measurement plane, an ultrasonic tomography system can be constructed.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł dotyczy pomiarów średniej prędkości przepływu przy użyciu metody ultradźwiękowej w warunkach niestandardowych. W pracy przeanalizowano wpływ przeszkód zaburzających przepływ, w postaci powszechnie stosowanych w instalacjach przepływowych elementów: zasuwy nożowej, przepustnicy i kolana hydraulicznego na błędy ultradźwiękowego pomiaru prędkości wykonanego w zmiennych odległościach od elementu zaburzającego. Rezultaty pomiarów wykonanych za przeszkodą porównywano z wynikami pomiaru wykonanego przepływomierzem referencyjnym na prostym odcinku rurociągu przed przeszkodą. Pozwoliło to ocenić wpływ przeszkód wywołujących zaburzenia i zmiany w rozkładzie prędkości przepływu na zmierzoną wartość prędkości. W warunkach przemysłowych często zdarza się, że wykonanie pomiaru z zachowaniem określonych w normach prostych odcinków rurociągu od przeszkody jest niemożliwe. Wiedza o wpływie podstawowych typów elementów hydraulicznych na wskazania przepływomierza przy pomiarze wykonywanym bez zachowania wymaganych odcinków prostych rurociągu może być praktycznie użyta do oceny możliwości wykonania pomiaru i oceny wiarygodności otrzymanych rezultatów.
EN
The article deals with flow velocity measurements using the ultrasonic method under non-standard conditions. The paper analyzes the effect of flow disturbance obstacles, in the form of common flow system components: knife gate valve, butterfly valve and hydraulic elbow, on the errors of ultrasonic velocity measurements made at varying distances from the disturbance component. The results of measurements made behind the obstruction were compared with those made with a reference flow meter on a straight section of the pipeline in front of the obstruction. This made it possible to assess the influence of obstacles causing disturbance and changes in the distribution of flow velocity on the measured value of velocity. In industrial conditions, it is often impossible to make a measurement with the straight sections of the pipeline from the obstacle, as specified in the standards. Knowledge of the effect of basic types of hydraulic elements on flow meter readings when measurements are made without maintaining the required straight pipeline sections can be used practically to assess the feasibility of the measurement and evaluate the reliability of the results obtained.
Monitoring przepływu ścieków ma coraz większe znaczenie w zarządzaniu siecią kanalizacyjną. Wśród urządzeń pomiarowych popularnością cieszą się obecnie urządzenia, które do obliczania przepływu wykorzystują metody pośrednie (tj. jednoczesny pomiar napełnienia i prędkości w kanale), pozwalając na codzienną kontrolę pracy sieci kanalizacyjnej bez konieczności jej przebudowy. W literaturze można znaleźć wiele publikacji, które opisują właściwe warunki techniczne montażu (np. poprzez wybór kanałów prostych o odpowiedniej długości, z jednolitym przekrojem i spadkiem, bez elementów zakłócających przepływ). Są to istotne zalecenia, ale limitują one wybór punktu pomiarowego do takich odcinków kanalizacji, w których w całym zakresie zmienności przepływów ścieków, panują stabilne warunki hydrauliczne. W praktyce jednak, bez przebudowy sieci, która nie zawsze jest możliwa, taka sytuacja jest rzadkością. Na istniejącej sieci, na odcinkach, które wymagają opomiarowania, zalecane warunki mogą nie występować. W rezultacie, będą się tam pojawiać rzadkie i przejściowe zakłócenia przepływu (przepływy ekstremalne - cofki, podtopienia, przepływy turbulentne etc.), które jednak w istotny sposób wpływają na wyniki pomiarów. W dodatku, ponieważ wybór miejsca montażu urządzeń oparty jest z reguły na krótkotrwałych pomiarach i analizach, ww. zakłócenia, a w ich następstwie błędy pomiaru, mogą w ogóle nie zostać wykryte. W rezultacie konieczne jest opracowanie metod (nie wymagających wydłużania okresu pomiarów wstępnych), które umożliwią wykrycie tych zakłóceń. Aby je wykryć, konieczna jest matematyczna analiza hydrauliczna przepływu. Analiza ta powinna być przeprowadzona na podstawie wykonanych pomiarów kontrolnych. Wykorzystanie symulacji przepływów ścieków dla różnych scenariuszy pozwala na określenie prawdopodobieństwa wystąpienia warunków hydraulicznych odbiegających od warunków stabilnych. Wyniki tej analizy mogą być wykorzystane do wyboru, innego, lepszego punktu pomiarowego (gdy to możliwe), wskazania i usunięcia z sieci czynników zakłócających, opracowania instrukcji nadzoru i konserwacji punktu pomiarowego lub/i wprowadzenia korekt do algorytmów pomiarowych (redukujących wpływ anomalii na wyniki). Dzięki zastosowaniu analizy hydraulicznej a następnie podjęciu ww. działań możliwe jest istotne poprawienie wiarygodności wyników pomiarów przepływu ścieków w systemach kanalizacyjnych.
EN
Wastewater flow monitoring is increasingly important in the management of the sewer network. Among the measuring devices, the devices that are using indirect methods (i.e. simultaneous measurement of the filling and speed in the sewer) to calculate the flow are oecoming increasingly popular. This type of equipment allows for everyday control of the operation of the sewage network without the need to rebuild it to install the measuring devices. In such cases, the choice of the location of the measuring point is at least as important as the choice of a device. There are many publications in the literature that focus on the description of technical conditions for the assembly of measuring devices (e.g. by providing appropriate length of straight channels, maintaining a uniform cross-section and slope, elimination of flow disturbing elements). These are very important technical recommendations. They allow for the proper selection of the measurement point, but only when there are stable hydraulic conditions in the sewerage system, both for dry and rainy weather. In practice, however, when choosing a measurement point, errors are often made by not taking into account temporary phenomena (such as temporary flow disturbances) which appear in the network only under certain conditions. These phenomena can have a significant impact on the overall measurement results. When a measurement point is installed on an existing sewer network, without reconstruction of the sewer, such temporary flow disturbances are highly probable. To detect these disturbances, a hydraulic flow analysis is necessary. This analysis should be carried out on the basis of test measurements. These measurements should be carried out for short periods of time and, once the anomaly has been detected, the analysis extended to include an analysis of the network's operating conditions over the entire range of flow variations. This serves to determine the probability with which hydraulic conditions, deviating from the stable conditions, will occur. This analysis can be performed on the basis of a hydraulic mode! made for a fragment of a sewer network. The results of this analysis can be used to: select, another better measurement point, indicate and remove of disturbing factors from the network, introduce corrections to measurement algorithms (taking into account the influence of the anomaly), develop instructions for supervision and maintenance of the measurement point. All these elements are aimed at improving the reliability of sewage flow measurement results in sewage systems.
W części teoretycznej pracy scharakteryzowano elementy stanowiska pomiarowego wraz z budową i zasadą ich działania. Przedstawiono również algorytm przeprowadzania pomiarów, których wyniki umożliwiają wyznaczenie wartości liczby Reynoldsa, liczby (współczynnika) przepływu i rodzaju przepływu. Praktyczna część pracy polegała na zbudowaniu stanowiska pomiarowego, umożliwiającego wyznaczenie parametrów przepływu wody w rurociągu zgodnie z aktualnie stosowanymi w przemyśle metodami i przyrządami pomiarowymi. Przeprowadzono szereg pomiarów i obliczeń, a następnie dokonano analizy uzyskanych wyników i sformułowano wnioski.
EN
The theoretical part of this paper presented elements of the measuring stand with the construction and principle of their operation. Also presented measurement algorithm, the results of which allow determining the value of Reynolds number, number (coefficient) of flow and type of flow. The aim of the practical part of thesis was to build a measuring position enabling the determination of water parameters in the pipeline in accordance with measurement methods and instruments currently used in industry. A number of measurements and calculations were carried out, and then the results obtained were analyzed and conclusions were formulated.
Pomiary strumienia płynu w ogólnej metodyce pomiarów cieplno-przepływowych stanowią jeden z rozdziałów wymagających szczególnego podejścia w praktyce, gdyż bardzo często są one problematyczne i zazwyczaj silnie oddziałują na budżet niepewności pomiarowej wielkości dzięki nim wyznaczanych.
W instalacjach gazowych niejednokrotnie dochodzi do wykroplenia się cieczy znajdującej w gazie. Powoduje to, ruch gazu wraz z kroplami cieczy. Powoduje to znaczny przyrost mierzonej różnicy ciśnień oraz błędnego wskazania przyrządu pomiarowego. Ponadto pojawienie się fazy ciekłej zaburza przepływ i powoduje pulsacje ciśnienia. W pracy przedstawiono rozwiązanie umożliwiające korekcję wskazania mierzonego strumienia gazu w zależności od udziału masowego znajdującej się w nim cieczy.
EN
Flow measurements basically involve gas-liquid mixture metering. For this reason, errors occur in the metering equipment resulting from the variations in the characteristics of the continuous phase, which is present in the flow. In addition, the existence of a dispersed phase leads to the development of flow disturbance and pressure pulsations. This paper reports the results of a study into the application of orifice plate meters for gasliquid mixture flow metering.
Artykuł opisuje zagadnienie wizualizacji zaburzenia przepływu, występującego za łukiem hamburskim jako elementem zaburzającym przepływ w instalacji hydraulicznej. Jakościowe opisanie profilu prędkości pozwala określić formę zaburzenia, a ilościowa analiza pozwala określić średni strumień objętości w instalacji hydraulicznej.
EN
The article describes the problem of visualization of flow disturbances occurring behind the Hamburg bend as an element disturbing flow in the hydraulic system. The qualitative description of the velocity profile allows to determine the form of the disturbance, and the quantitative analysis allows to determine the average volume flow in the hydraulic system.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono dyskusję możliwości wykorzystania w algorytmie pomiarowym przepływomierza elektromagnetycznego energii oddawanej przez cewkę w procesie impulsowego pobudzania. Jego celem było zbadanie wpływu wartości pojemności w proponowanym układzie rozładowania na wyniki szacowania prędkości przepływu cieczy.
EN
The paper presents the discussion on the possibility to improve the measuring algorithm with the use of the energy dissipated by the coil during the process of its pulse excitation. The main objective was to check the influence of the value of the capacity in the proposed circuit responsible for the energy dissipation on the results of flow velocity estimation.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia dyskusję problemu pomiaru prędkości przepływającej cieczy w kanale otwartym z wykorzystaniem metody elektromagnetycznej. Jego celem było opracowanie procedury kształtowania przebiegu czasowego pola magnetycznego, wymaganego przez przyjęty algorytm estymacji. Procedura uwzględnia obecność rzeczywistych układów w torze przetwarzania i oferuje możliwość wyznaczenia dowolnych kształtów składowych sygnału użytecznego.
EN
The paper presents some aspects of liquid flow measurement in open channel, with the use of electromagnetic method. The main objective was to work out a procedure to form the waveform of the magnetic field, required by the estimation algorithm. The presence of real components in the measurement system was taken into consideration. The resulting procedure provides the possibility to create any shape of the desired output signal.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono metodę zastosowania pływaka całkującego w postaci bąbelków powietrza. Opisano sposób doboru wielkości bąbelków, tak aby zminimalizować wpływ wysokości zagłębienia na ich prędkość wznoszenia.
EN
A method of using air bubbles as integrating floats has been presented. The choice of air bubbles volume has been described. The purpose of this choice is minimizing the impact of flow depth on velocity of bubble rising up.
Designers of all types of equipment applied in oxygenation and aeration need to get to know the mechanism behind the gas bubble formation. This paper presents a measurement method used for determination of parameters of bubbles forming at jet attachment from which the bubles are displaced upward. The measuring system is based on an optical tomograph containing five projections. An image from the tomograph contains shapes of the forming bubbles and determine their volumes and formation rate. Additionally, this paper presents selected theoretical models known from literature. The measurement results have been compared with simple theoretical models predictions. The paper also contains a study of the potential to apply the presented method for determination of bubble structures and observation of intermediate states.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia dyskusję problemu pomiaru prędkości przepływającej cieczy w kanale otwartym z wykorzystaniem metody elektromagnetycznej. Jego celem było opracowanie metodyki eksperymentu i przetwarzania danych oferujących wyznaczenie charakterystyki przetwarzania opracowanego przez autorów przetwornika oraz możliwość oszacowania niepewności pomiaru prędkości przepływu w kontekście obowiązujących zaleceń normatywnych.
EN
The paper presents the discussion of the problem of the flow velocity measurements in open channels with the use of the electromagnetic method. The scope was to develop a methodology of experiments and data processing for finding both, the input-output characteristics and the uncertainty formulas for an electromagnetic sensor made by authors. The methodology should respect the current normative recommendations.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono doświadczenia z budowy typoszeregu przepływomierzy elektromagnetycznych przeznaczonych do małych otwartych kanałów przepływowych. Poza budową dwóch modeli przepływomierzy, efektem realizacji projektu było powstanie unikatowego środowiska programistycznego umożliwiającego zarówno projektowanie jak i badania symulacyjne opracowywanych konstrukcji przepływomierzy.
EN
The paper presents the experience gained during the design of a family of electromagnetic flow meters for small open channels. The results of the project include not only two flowmeter models but also the unique software environment for the design and numerical modeling of flowmeters.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pomiar przepływu należy do najczęściej wykonywanych i najważniejszych pomiarów w gospodarce wodno-ściekowej. Pomiary te dokonywane są od miejsca poboru wody, aż do jej odprowadzenia w formie ścieków do oczyszczalni. Każdy obiekt gospodarki wodno-ściekowej powinien być objęty pomiarami objętości odprowadzanych ścieków, a wynika to z obowiązujących aktów prawnych: Prawo ochrony środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 r. (Dz. U. nr 62, poz. 627 m z późniejszymi zmianami); Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie opłat za korzystanie ze środowiska (Dz. U. nr 130/01, poz. 1453); Prawo wodne z dnia 18 lipca 2001 r. (Dz. U. nr 115, poz. 1229, z późniejszymi zmianami).
EN
Flow measurement is both the most frequently performed and the most important measurement in water and sewage management. These measurements are made from the place where water is collected to its runoff in the form of wastewater. Every facility of water and sewage management should be covered by the measurements of sewage runoff volume. Knowledge of the actual volume of sewage produced is very important, because it enables the proper design, exploitation, modernization of sewerage system, pumping stations, sewage treatment plant and other objects of sewage management system. In many cases, the need of sewage flow measurement is forced by institutions which objective is environmental protection. It is also connected with other requirements, e.g. when applying for water-legal permission, fee determination connected with the entry of wastewater to sewerage system, or control of this wastewater due to the harmful substances during the direct and indirect entry of wastewater into the sewerage system.
W artykule poruszono, opierając się na rzeczywistym przypadku, problematykę przeprowadzania w warunkach przemysłowych ruchów testowych sprężarek i dmuchaw przepływowych. Pokazano typowe trudności dokonywania pomiarów związane ze skalą obiektu i ograniczeniami przestrzennymi. Podano podstawowe wymagania, co do lokalizacji przyrządów pomiarowych, opierając się na obowiązujących normach. Opisano zastosowany układ pomiaru przepływu oraz sformułowano wytyczne metodyki ruchu testowego.
EN
The paper discusses problems of initial test operation of blowers under industrial conditions, basing on the existing case. There are shown typical difficulties in taking measurements connected with the object scale and its spatial limitations. The basic requirements for localization of the measurement equipment, complying with the standards in force, are given. A flow measurement system and rules for measuring the initial operating are presented. The paper is an attempt to summarize perennial experience of the Institute of Turbomachinery Tool of the Technical University of Lodz in measurement systems for compressors and blowers. A special attention is paid to the reliability of flow measurements since this problem has been extremely difficult for many years. These difficulties are connected with a very long measurement time and bad condition of measuring instrumentation caused by wear and tear.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W referacie przedstawiono potrzeby monitorowania oraz pomiaru przepływu cieczy z wykorzystaniem fali ultradźwiękowej na małych otwartych kanałach przepływowych. Omówiono zasady pomiaru przepływu cieczy tą metodą oraz jej wady i zalety. Omówiono główne źródła błędów metody ultradźwiękowej pod kątem jej aplikacji do pomiaru przepływu w małych naturalnych kanałach melioracyjnych.
EN
The paper presents the ways of ultrasonic monitoring and measurement of water flow in small natural channels. The idea of ultrasonic method for volume flow measurement is presented and its advantages and disadvantages are discussed. The main error sources, and their influence to the measurement accuracy in case of application of ultrasonic method for flow measurement in small, natural open channels are described.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.