Pomiar przepływu metodą ultradźwiękową w warunkach niestandardowych. Analiza wpływu podstawowych elementów hydraulicznych zaburzających przepływ na wynik pomiaru

• Autorzy: Piechota Piotr , Synowiec Piotr , Wędrychowicz Wiesław , Wróblewska Elżbieta , Andruszkiewicz Artur

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2023.5.2

Warianty tytułu

EN

Ultrasonic flow measurement under non-standard conditions. Analysis of the influence of basic hydraulic elements disturbing the flow on the measurement result

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

Słowa kluczowe

PL

przepływomierz ultradźwiękowy; pomiar przepływu; dokładność pomiaru; kolano hydrauliczne; zasuwa nożowa; przepustnica

EN

ultrasonic flowmeter; flow measurement; measurement accuracy; hydraulic elbow; knife gate valve; butterfly valve

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 5
• Strony: 12--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piechota Piotr

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Techniki Cieplnej

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

autor

Synowiec Piotr

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Techniki Cieplnej

• https://orcid.org/0000-0002-7750-4931

autor

Wędrychowicz Wiesław

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Techniki Cieplnej

• https://orcid.org/0000-0001-7437-6527

autor

Wróblewska Elżbieta

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Techniki Cieplnej

• https://orcid.org/0000-0002-6486-6722

autor

Andruszkiewicz Artur

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Techniki Cieplnej

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

Bibliografia

• [1] M. Turkowski, Metrologia przepływów, Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2018.
• [2] E. Pistun i J., Stańda, Pomiary ilości oraz strumienia masy i objętości przepływających płynów., Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2006.
• [3] S. Waluś, Przepływomierze ultradźwiękowe: Metodyka stosowania, Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 1997
• [4] Y. Takeda i Y. Tasaka, „Ultrasonic Wave for Fluid Flow,” w Ultrasonic Doppler Velocity Profiler for Fluid Flow, Y. Takeda, Red., Tokyo, Springer Japan, 2012.
• [5] Endress+HauserAG, „Technical Information Proline Prosonic Flow 93T Portable,” 01 07 2011. [Online]. Available: https://portal.endress.com/wa001/dla/5000254/3000/000/02/TI00085DEN_1311.pdf. [Data uzyskania dostępu: 21 05 2019].
• [6] P. K. Normalizacyjny, Norma PN-M-42370, 1998.
• [7] P. K. Normalizacyjny, Norma PN-EN ISO 5167-1:2000, 2000.
• [8] P. K. Normalizacyjny, Norma PN-ISO 17089, 2013.
• [9] H. Zhang, C. Guo i J. Lin, „Effects of Velocity Profiles on Measuring Accuracy of Transit-Time Ultrasonic Flowmeter,” Applied Sciences, 20 04 2019.
• [10] R. S. Martins, J. R. Andrade i R. Ramos, „On the effect of the mounting angle on single-path transit-time ultrasonic flow measurement of flare gas,” Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2020.
• [11] S. Waluś, „SOME GUIDELINES FOR ULTRASONIC FLOWMETER SENSORS INSTALLATION FOR DISTORTED VELOCITY PROFILES,” Molecular and Quantum Acoustics Volume 19, pp. 91-102, 1998.
• [12] S. Waluś, „THE USE OF THE ULTRASONIC FLOWMETER IN THE CONDITIONS OTHER THAN NORMAL,” International Conference on Flow Measurement Melbourne 1985, pp. 171-176, 20-23 08 1985.
• [13] Sameh AlSaqoor, Ali Alahmer, Artur Andruszkiewicz, Piotr Piechota, Piotr Synowiec, Nabil Beithu, Wiesław Wędrychowicz, Elżbieta Wróblewska, Hussam Jouhara Ultrasonic technique for measuring the mean flow velocity behind a throttle: a metrological analysis. Thermal Science and Engineering Progress. 2022, vol. 34, art. 101402, s. 1-23.
• [14] Piotr Synowiec, Artur Andruszkiewicz, Wiesław Wędrychowicz, Piotr Piechota, Elżbieta Wróblewska Influence of flow disturbances behind the 90° bend on the indications of the ultrasonic flow meter with clamp-on sensors on pipelines. Sensors. 2021, vol. 21, nr 3, art. 868, s. 1-23.
• [15] Ahmad S. Awad*, Zaid Abulghanam*, Sayel M. Fayyad*, Sameh AlSaqoor*, Ali Alahmer*, Nader Aljabarin*, Piotr Piechota, Artur Andruszkiewicz, Wiesław Wędrychowicz, Piotr Synowiec Measuring the fluid flow velocity and its uncertainty using Monte Carlo method and ultrasonic technique. WSEAS Transactions on Fluid Mechanics. 2020, vol. 15, art. 17, s. 172-182.
• [16] Piotr Piechota, Piotr Synowiec, Artur Andruszkiewicz, Wiesław Wędrychowicz; „Selection of the relevant turbulence model in a CFD simulation of a flow disturbed by hydraulic elbow : comparative analysis of the simulation with measurements results obtained by the ultrasonic flowmeter”; Journal of Thermal Science. 2018, vol. 27, nr 5, s. 413-420.
• [17] L. A. Salami, „Errors in the velocity area method of measuring asymetric flows in circular pipes,” Modern developments in Flow measurement, pp. 381-399, 21 September 1971.
• [18] P. I. Moore, G. J. Brown i B. P. Stimpson, „Ultrasonic transit-time flowmeters modelled with theoretical velocity profiles: methodology,” MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY, pp. 1802-1810, 2000.
• [19] Y. Pistun, V. Roman i F. Matiko, „Investigating the Ultrasonic Flowmeter Error in Conditions of Distorted Flow Using Multipeaks Salami Functions,” ERRORS AND UNCERTAINTY, pp. 14-19, 24 10 2019.