Effect of Changes in the Roughness of the Inflow Surface of a Sloping Segmental Orifice with Point Pressure Reception on its Characteristics

• Autorzy: Mrowiec Andrzej , Andruszkiewicz Artur , Piechota Piotr

Identyfikatory

DOI

10.12913/22998624/169377

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of this paper is the effect of changing the roughness of the inflow surface of an orifice on its characteristics. A sloping segmental orifice was chosen as the reducer and its surface roughness was changed by lining its inflow surface with sandpaper of different roughness parameters. In such a system, the dependence of the flow stream on the differential pressure at the orifice was measured on a test stand in the range of Reynolds numbers 4110-17000, the flow coefficient C was calculated and flow characteristics were prepared. The study was carried out for a selected segmental orifice with flow coefficient C= 0.723 installed in a pipeline with diameter Dw = 50.35 mm. The roughness of the inflow surface was changed by sticking sandpaper with a gradation of P120 ÷ P1200 to its surface. The roughness parameter Ra was in the range Ra = 5.69 μm ÷ 25.85 μm and Rz = 43.84 μm ÷ 164.83 μm. The dependence of the variation of the coefficient C on the roughness parameter Ra is then presented and the relative errors of the flow stream measurements were calculated. The paper also presents distributions of the differential pressure measured at the orifice for different flow streams depending on the roughness parameter.

Słowa kluczowe

EN

flow stream; measurement orifice; surface roughness

• Wydawca: Lublin University of Technology ; Polish Society of Ecological Engineering (PTIE), Branch of PTIE in Lublin
• Czasopismo: Advances in Science and Technology. Research Journal
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 17, no 4
• Strony: 150--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Mrowiec Andrzej

• Polytechnic Faculty, Calisia University, ul. Nowy Świat 4, 62-800 Kalisz, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4303-6818

autor

Andruszkiewicz Artur

• Faculty of Mechanical and Power Engineering, Department of Thermal Science, Wrocław University of Science and Technology, ul. Wybrzeże Wyspianskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6401-125X

autor

Piechota Piotr

• Faculty of Mechanical and Power Engineering, Department of Thermal Science, Wrocław University of Science and Technology, ul. Wybrzeże Wyspianskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1447-320X

Bibliografia

• 1. Kabza Z. Pomiary strumieni płynów ( przewodnik), Wydawnictwo Politechniki Opolskiej, Studia i monografie z.90, Opole 1996.
• 2. PN-EN ISO 5167-1:2005 Pomiary strumienia płynu za pomocą zwężek pomiarowych wbudowanych w całkowicie wypełnione rurociągi o przekroju kołowym - Część 1: Zasady i wymagania ogólne.
• 3. Tomaszewski A., Przybyliński T., Lackowski M.: Experimental and Numerical Analysis of Multi Hole Orifice Flow Meter: Investigation of the Relationship between Pressure Drop and Mass Flow Rate, Sensors. 2020; 20(24).
• 4. Zahariea D. Numerical analysis of eccentric orifice plate using ANSYS Fluent sowtware, IOP ConfSeries: Materials Science and Engineering. 2016; 161: 012041. DOI: 10.1088/1757-899X/161/1/012041
• 5. Kabza Z., Hudyma T. Zwęzka cylindryczna w pyłomierzu, Pomiary Automatyka Kontrola. 2010; 56: 1/20.
• 6. Zhao T., Zhang J., Ma L. A general structural design methodology for multi-hole orifices and its experimental application, Journal of Mechanical Science and Technology. 2011; 25(9): 2237–2246.
• 7. Mrowiec A., Kasprzak D. Pomiar kryzą segmentową strumienia medium dla małych liczb Reynoldsa, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej. 2016; 49: 75–77.
• 8. Mrowiec A., Heronimczak M. Badanie przepływu płynu nieściśliwego przez wybraną kryzę segmentową, Przegląd Elektrotechniczny. 2019; 95(11): 63–65.
• 9. Mrowiec A., Heronimczak M., Golijanek-Jędrzejczyk A. Skośna kryza segmentowa do pomiaru przepływającego strumienia płynu; Metrologia naukowa, normatywna i przemysłowa: wybrane zagadnienia/ pod red. Jerzy Roj, (Studia i Monografie ; Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2020, 295–308.
• 10. Straka M., Fiebach A., Eichler T., Koglin C.: Hybrid simulation of a segmental orifice plate, Flow Measurment and Instrumentation, 60 (2018), 124–133.
• 11. Straka M., Koglin C., Eichler T.: Segmental orifice plates and the emulation of the 90°-bend, tm-Teschnisches Messen 2020; 87 (1): 18–31.
• 12. Golijanek-Jędrzejczyk A., Mrowiec A., Hanus R., Zych M., Heronimczak M., Świsulski D. The assessment of metrological properties of segmental orifice based onsimulations and experiments; Measurement. 2021; 181(109601): 11.
• 13. Wróblewska E., Synowiec P., Wedrychowicz W., Andruszkiewicz A. Analysis of inaccuracy in the measurement of the volume flow at different orifice double set of orifices, Przegląd elektrotechniczny. 2018; 94(8): 154–157.
• 14. Mascomani R., Saseendran S., Prasad B. Metrological Comparison of Metering Characteristics of Differential Pressure Meters, 15th Flow Measurement Conference (FLOMEKO), Taipei, Taiwan 2010.
• 15. Mrowiec A., Kasprzak D. Pomiar kryzą segmentową strumienia medium dla małych liczb Reynoldsa, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i AutomatykiPolitechniki Gdańskiej. 2016; 49: 75–77.
• 16. Heronimczak M., Rząsa M., Mrowiec A. Analiza charakterystyk przepływowych kryz segmentowych, 54 Międzyuczelniana konferencja Metrologów, Politechnika Świetokrzyska 2022.
• 17. Andruszkiewicz A., Wedrychowicz W., Regucki P., Głąbik R. Bilans przepływowy układu para-woda kotła nr 2 z oceną poprawności wskazań urządzeń pomiarowych oraz bilansem sprawności bloku nr 2 PGE GiEK S.A. Oddział Elektrownia Turów, Politechnika Wrocławska 2019.
• 18. Turkowski M. Metrologia przepływów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2018.
• 19. ISO/TR 12767:2007. Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices – Guidelines on the effect of departure from the specifications and operating conditions given in ISO 5167.
• 20. Reader-Harris M., Rushworth R., Nicholson I. Ageing Effects on Orifice Metering, Project No FDDP02 Report No 2002/76 National Engineering Laboratory, Flow Ceentre, Glasgow.
• 21. Tomasik J., Turkowski M., Zagożdżon M. Wpływ chropowatości rurociągu na wskazania przepływomierzy zwężkowych - nowe podejście do zagadnienia, Pomiary Automatyka Robotyka. 2008; 5: 5–8.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).