Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Бакиров Ренат Толгатович

• Бакиров Ренат Толгатович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Бакиров Ренат Толгатович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Аналитический обзор электромагнитных методов и приборов для контроля объемного расхода электропроводящих жидкостей и методов повышения их метрологической надежности

1.1 Электромагнитные методы и приборы измерений и контроля расхода

1.2 Факторы, влияющие на метрологическую надежность электромагнитного расходомера. Методы повышения метрологической надежности

1.3 Особенности формирования электромагнитного поля и профиля скорости в круглом и прямоугольном расходоизмерительном участке

1.4 Цель и задачи диссертационной работы

Глава 2 Аналитическое и численное моделирование течения в расходоизмерительном участке электромагнитного расходомера в сложных условиях эксплуатации

2.1 Аналитические и численные методы исследования и их возможности для расчета гидравлических потерь

2.2 Сопряжение входного и выходного участков круглого сечения с прямоугольной геометрией расходоизмерительного участка ЭМР и методы расчета гидравлических потерь при сопряжении

2.3 Обоснование и выбор численного метода моделирования

2.4 Выводы по второй главе

Глава 3 Разработка, численное и экспериментальное исследование расходоизмерительного участка и магнитной системы ЭМР для обеспечения метрологической надежности

3.1 Разработка и создание экспериментальной конструкции проточной части расходомера методом аддитивной технологии 3Э-печати

3.2 Численное моделирование режимов течения в проточной части ЭМР с учетом возмущающих факторов в сложных условиях эксплуатации

3.3 Экспериментальное исследование режимов течения в ЭМР

3.4 Совершенствование геометрии первичных преобразователей ЭМР для типового ряда номинальных диаметров DN\0-DN600

3.5 Анализ распределения магнитной индукции и совершенствование ее параметров в ЭМР

3.6 Выводы по третьей главе

Глава 4 Экспериментальное исследование метрологической надежности контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации электромагнитного расходомера

4.1 Методика и средства исследования стабильности контроля объемного расхода электропроводящей жидкости

4.2 Методика обработки и анализа полученных результатов

4.3 Исследование влияния изменения профиля потока на метрологическую надежность

4.4 Оценка метрологической надежности

4.5 Выводы по четвертой главе

Заключение

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

142

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации»

Актуальность темы исследования

Исследования и разработки в области повышения энергоэффективности, а также развитие экологически безопасных и экономически эффективных технологий являются приоритетными задачами государственной политики Российской Федерации. Эти приоритеты отражены в таких нормативных актах, как Указ Президента РФ от 26 октября 2023 года № 812 «Об утверждении Климатической доктрины Российской Федерации» [1], Указ Президента РФ от 7 июля 2011 года № 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации» [2], а также в Федеральном законе от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [3]. Основной целью этих нормативных актов является обеспечение безопасности за счет снижения энергопотребления и рационального использования ресурсов. В этом контексте «экологическая безопасность» предполагает защиту окружающей среды от негативных последствий, связанных с избыточным потреблением энергии и неэффективным использованием ресурсов.

Метрологическое обеспечение системы измерений расхода и количества жидкостей является важнейшим элементом в процессе рационального использования ресурсов. В этом контексте особое внимание уделяется расходомерам (счетчикам-расходомерам, преобразователям расхода), которые являются основными средствами контроля жидкостей как в процессе их транспортировки, так и в различных технологических процессах и медицинской технике. Повышение точности и надежности измерений в данной области позволит:

1. Снизить погрешности при учете расхода жидкостей на узлах учета энергоресурсов, что особенно важно в условиях роста стоимости энергетических ресурсов;

2. Повысить безопасность и надежность контроля, дозирования и регулирования технологических параметров в таких ключевых отраслях, как ядерная и атомная энергетика, оборонно-промышленный комплекс, медицина, а также в других важнейших областях промышленности, где точность измерений критична для безопасности и устойчивости процессов.

По данным поверок, представленных в подсистеме «АРШИН» Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений, наибольшую долю среди применяемых в Российской Федерации средств измерений расхода занимают электромагнитные расходомеры - около 68 %. Далее следуют ультразвуковые расходомеры - около 14 %, кориолисовые - около 8 %, вихревые - около 5 %, турбинные - около 2 %, а также камерные расходомеры, расходомеры с переменным перепадом давления и прочие типы расходомеров - по 1 %. Такое распределение подтверждает лидирующую роль электромагнитных расходомеров на российском рынке и актуальность направлений, связанных с повышением их точности и надежности.

Рост популярности электромагнитных расходомеров (далее - ЭМР) подтверждается и статистикой поверок: в 2019 году было поверено 168 139 ЭМР, в 2020 году - 278655 ЭМР, в 2021 году - 396125, в 2022 году - 395950, в 2023 году -402990, в 2024 году - 440297.

Широкое применение ЭМР обусловлено их существенными преимуществами: они независимы от вязкости и плотности измеряемой среды, температуры, давления, так как измеряется объемный расход. ЭМР могут использоваться в трубопроводах с различными диаметрами, не имеют подвижных элементов, а также обеспечивают минимальные гидравлические потери. ЭМР способны измерять расход агрессивных, абразивных и вязких жидкостей, что делает их востребованными во многих отраслях промышленности. Однако их основное ограничение заключается в необходимости наличия электропроводной

среды. Минимальное значение удельной электропроводности среды, при котором возможны точные измерения, варьируется от 0,01 до 50 мкСм/см в зависимости от типа ЭМР. Следовательно, ЭМР не подходят для измерений расхода неэлектропроводных жидкостей, таких как углеводороды (например, бензин, керосин), а также газов.

Несмотря на широкое распространение и преимущества, ЭМР сталкиваются с серьезными вызовами в условиях реальной эксплуатации. Например, геометрические изменения трубопроводов, сварные швы, фланцы и изгибы труб могут нарушить профиль скорости потока жидкости, что приводит к искажениям измерений. Это снижает метрологическую надежность ЭМР и может привести к экономическим потерям и технологическим сбоям. Важно отметить, что межповерочные интервалы для ЭМР также являются критически важным фактором метрологической надежности [4]. Увеличение интервалов между поверками должно сопровождаться точностью измерений на протяжении всего периода эксплуатации, несмотря на возможные воздействия внешних факторов, таких как гидродинамические возмущения и локальные сопротивления.

Производители ЭМР рекомендуют устанавливать их с соблюдением пред- и постучастков для обеспечения гидродинамической стабилизации потока жидкости, однако такие требования не всегда могут быть соблюдены. Например, неправильное размещение прокладок, сварные наплывы и другие монтажные дефекты могут негативно повлиять на точность измерений. Более того, современные тенденции в производстве оборудования направлены на сокращение габаритов, что может привести к установке ЭМР без соблюдения требуемых прямых участков трубопровода. В таких условиях становится актуальной задача обеспечения точности измерений, независимой от локальных гидравлических сопротивлений [5-14].

Одной из ключевых задач, стоящих перед производителями ЭМР, является обеспечение их метрологической надежности. Это включает способность ЭМР сохранять точность в условиях реальной эксплуатации, где могут возникать нарушения профиля потока и монтажные дефекты. Решение этой задачи позволит

значительно уменьшить погрешности учета расхода жидкостей, повысить надежность технологических процессов и снизить затраты на ресурсы.

Степень ее разработанности

Обзор существующих технических решений для повышения точности измерений ЭМР показывает значительный прогресс, достигнутый отечественными и зарубежными исследователями, такими как Shercliff J.A., Baker R.C., Кремлевский П.П., Корсунский Л.М., Павлов А.В., Li B., Padegimas R., Bevir M.K., Dasgupta S., Tiejun Liu, Li-Ping Liang, Feiyan Qi и другие. В их работах подчеркивается, что форма и геометрия расходоизмерительного участка ЭМР во многом определяют метрологические свойства приборов при различных режимах течения и возмущающих факторов, неизбежно возникающих в процессе эксплуатации.

До 1980 года преобладал теоретический подход, основанный на работах таких исследователей, как Shercliff J.A., Arnold J.S., Thurlemann B. и Корсунский Л.М., которые утверждали, что ЭМР с прямоугольным каналом и усредняющими электродами обеспечивают более стабильные и точные результаты измерений, слабо зависящие от профиля скорости потока. Однако с развитием технологий и конструктивными изменениями произошел переход на современные стандарты с дисковыми (точечными) электродами. Исследования также показали, что ЭМР с прямоугольным поперечным сечением обладают рядом преимуществ перед каналами круглой формы, включая повышенную чувствительность и устойчивость к изменениям профиля скорости. Тем не менее, конструкции с прямоугольным сечением имеют и недостатки, такие как увеличение гидравлических потерь давления и появление дополнительных потерь, вызванных сложными переходными зонами, включая отрывные зоны и вихреобразование.

Особой нерешенной проблемой остается отсутствие научно обоснованных методов выбора оптимальных размеров и формы проточной части ЭМР, а также сопряжения различных форм сечений с учетом факторов, влияющих на метрологическую надежность в реальных эксплуатационных условиях, включая

гидродинамические возмущения и локальные сопротивления. Особого внимания требуют вопросы формирования магнитной системы ЭМР, снижения влияния неоднородности магнитного поля для повышения точности измерений и устойчивости к внешним возмущениям. Эти аспекты подчеркивают необходимость дальнейших исследований.

Объект исследования - методы и приборы, основанные на явлении электромагнитной индукции, применяемые для контроля объемного расхода и количества электропроводных однофазных жидких сред в сложных условиях эксплуатации.

Цель работы: разработка методов повышения метрологической надежности ЭМР для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи исследования:

1. Провести аналитический обзор и исследование современного состояния электромагнитных методов и приборов для контроля объемного расхода электропроводящих жидкостей с акцентом на повышение их метрологической надежности в сложных условиях эксплуатации;

2. Разработать и исследовать аналитические и численные методы формирования геометрии измерительного канала проточной части ЭМР, а также принципы распределения магнитной индукции для повышения точности и стабильности измерений;

3. Провести экспериментальные исследования и разработать прототип ЭМР с усовершенствованной геометрией проточной части и магнитной системой, обладающий повышенной метрологической надежностью для сложных условий эксплуатации в трубопроводах с номинальными диаметрами от до ОЫбОО;

4. Провести исследование метрологической надежности ЭМР в сложных условиях эксплуатации.

Научная новизна:

1. Предложены и разработаны принципы формирования геометрии проточной части первичного преобразователя ЭМР, направленные на снижение влияния гидродинамических факторов и конструктивных параметров на точность измерений за счет перехода с круглого сечения к прямоугольному сечению канала ЭМР;

2. Разработаны методы учета сложных гидродинамических эффектов, позволяющие более точно моделировать и анализировать влияние местных гидравлических сопротивлений и динамики потока на режимы работы ЭМР;

3. Предложены и разработаны подходы к усовершенствованию магнитной системы и распределения магнитной индукции в первичном преобразователе ЭМР, что позволило повысить стабильность и точность измерений.

Теоретическая значимость работы:

1. Проведен теоретический анализ геометрии проточных каналов с целью определения оптимальных конструктивных решений, допустимые потери давления и гидравлические потери при переходе с круглого канала к прямоугольному сечению канала расходомера;

2. Проведен теоретический анализ влияния пред- и постучастков течения на измерения для обоснования конструктивных решений ЭМР;

3. Разработан метод учета местных гидравлических сопротивлений в конструкциях ЭМР с прямоугольным каналом ЭМР при его сопряжении с каналом круглого сечения;

4. Расширены полученные теоретические результаты на широкий диапазон измерений и контроля расхода жидкости в трубопроводах с номинальными диаметрами от ЛМ0 до 0Ш00.

Практическая значимость работы заключается в повышении достоверности и точности измерений и контроля объемного расхода ЭМР в реальных и сложных эксплуатационных условиях.

Методология и методы исследования: в исследовании применен комплексный подход к анализу и совершенствованию конструкции ЭМР с целью повышения точности и надежности измерений в сложных эксплуатационных условиях. Методология исследования включает теоретическое обоснование решения задачи, подтвержденное численным моделированием и экспериментальной проверкой.

Положения и выводы, выносимые на защиту:

1. Предложены и обоснованы методы повышения метрологической надежности ЭМР для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации;

2. Научное обоснование рациональной геометрии проточной части первичного преобразователя ЭМР с учетом влияния гидродинамической пред- и постыстории, локальных сопротивлений и профиля скорости потока, что позволило повысить метрологической надежности ЭМР;

3. Усовершенствованная конструкция магнитной системы ЭМР, обеспечивающая повышение однородности магнитного поля и увеличение магнитной индукции в зоне измерений, способствует снижению погрешности и повышению метрологической надежности ЭМР;

4. Эффективность экспериментально подтвержденных предложенных технических решений, реализованных в прототипе ЭМР с усовершенствованной геометрией проточной части и магнитной системой при работе в условиях, имитирующих сложные эксплуатационные режимы и воздействия.

Степень достоверности и апробация результатов работы

Эталоны и средства измерений, использованные при проведении экспериментальных исследований, были аттестованы или имели действующие положительные сведения о поверке, включенные в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Это гарантирует высокую точность и надежность полученных экспериментальных данных, соответствующих требованиям государственных стандартов метрологического обеспечения.

Достоверность теоретических положений и расчетных данных подтверждается согласованностью результатов, полученных различными методами - аналитическим, численным и экспериментальным. При решении численных задач применялось современное программное обеспечение ANSYS Fluent, широко используемое в инженерных расчетах и подтверждающее воспроизводимость и обоснованность моделирования.

Основные положения диссертационного исследования и отдельные результаты работы докладывались на международных и всероссийских научно-технических конференциях:

- IV Всероссийская национальная научная конференция молодых ученых «Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований» (Россия, г. Комсомольск-на-Амуре, 2021);

- Национальная научно-практическая конференция «Современные проблемы энергетики», ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», (Россия, г. Тюмень, 2022);

- XXV ТУПОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ (ШКОЛА МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ). Международная молодежная научная конференция, посвященная 60-летию со дня осуществления Первого полета человека в космическое пространство и 90-летию Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ (Россия, г. Казань, 2021);

- I-ая Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «ЗА НАМИ БУДУЩЕЕ» (Россия, г. Санкт-Петербург, 2022);

- VIII Национальная научно-практическая конференция «Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве» (Россия, г. Казань, 2023);

- Национальная научно-практическая конференция с международным участием «Водные ресурсы - основа глобальных и региональных проектов обустройства России, Сибири и Арктики в XXI веке» (Россия, г. Тюмень, 2024).

По материалам диссертационных исследований опубликовано: 10 научных работ, в том числе, 4 статьи в центральных российских изданиях (из списка ВАК

Российской Федерации по специальности 2.2.8), 6 - в сборниках трудов и тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 147 страниц, включая 35 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 104 наименований.

Личный вклад автора

В рамках проведенного исследования автором лично были выполнены следующие основные работы:

Проведен анализ научной литературы, патентов и современных технических решений с целью выбора оптимальных конструктивных подходов, направленных на улучшение метрологических характеристик ЭМР для работы в сложных эксплуатационных условиях.

Проведено численное моделирование потоков жидкости в проточной части ЭМР с использованием программного комплекса ANSYS Fluent. Это позволило выявить ключевые конструктивные параметры, влияющие на точность измерений, а также оптимизировать геометрические характеристики проточной части для повышения метрологической надежности.

Проведены эксперименты на проливной установке для оценки метрологической надежности ЭМР в условиях воздействия локальных гидравлических сопротивлений. Это включало проверку точности измерений в сложных эксплуатационных условиях и выявление факторов, влияющих на стабильность работы ЭМР.

Разработаны рекомендации по совершенствованию магнитной системы ЭМР с целью повышения точности измерений и уменьшения влияния неоднородности магнитного поля. Были предложены изменения в конструкции катушек возбуждения, включая увеличение плотности витков в центральной зоне и использование ферромагнитных материалов для улучшения магнитной индукции, что позволило значительно повысить метрологическую надежность ЭМР в

сложных эксплуатационных условиях.

Диссертация соответствует требованиям паспорта научной специальности 2.2.8. «Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды». Главы 1 и 2 относятся к пункту 1 паспорта: «Научное обоснование новых и совершенствование существующих методов, аппаратных средств и технологий контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды, способствующих повышению надежности изделий и экологической безопасности окружающей среды». Эти разделы работы направлены на обоснование и совершенствование методик, а также разработку научных основ исследования, включая усовершенствование конструктивных элементов ЭМР, таких как геометрия проточной части, для повышения точности и метрологической надежности.

Главы 3 и 4, касающиеся численного моделирования и экспериментальных исследований, соответствуют пункту 3 паспорта: «Разработка, внедрение и испытание методов и приборов контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды, способствующих повышению надежности изделий и экологической безопасности окружающей среды». Эти главы акцентируются на практической реализации и экспериментальной проверке разработанных методов и приборов контроля, а также на исследовании по совершенствованию магнитной системы с целью повышения стабильности и точности измерений ЭМР. Это подтверждает вклад работы в улучшение надежности и эксплуатационных характеристик ЭМР в сложных эксплуатационных условиях.

Глава 1 Аналитический обзор электромагнитных методов и приборов для контроля объемного расхода электропроводящих жидкостей и методов повышения их метрологической надежности

1.1 Электромагнитные методы и приборы измерений и контроля расхода

Метрологическое обеспечение систем измерений расхода и количества жидкостей играет критически важную роль в рациональном использовании ресурсов как в промышленности, так и в медицине. Особое внимание в этой области уделяется расходомерам, также известным как счетчики-расходомеры или преобразователи расхода. Эти устройства являются основными средствами контроля жидкостей в процессе их транспортировки и в технологических операциях, а также в медицинских процедурах.

ЭМР являются одними из наиболее востребованных приборов для измерений расхода и количества жидкостей, что обусловлено рядом ключевых достоинств:

1. Независимость от физико-химических свойств среды. Показания ЭМР не зависят от таких параметров жидкости, как вязкость, плотность и температура, так как измеряется объемный, а не массовый расход. Колебания температуры и давления практически не влияют на результат измерений, что делает ЭМР особенно пригодными для использования в условиях значительных температурных и барометрических колебаний, например, в химической и нефтеперерабатывающей отраслях. Такое качество обеспечивает их универсальность при контроле жидкостей в условиях стабильного и нестабильного температурного режима.

2. Широкий диапазон диаметров трубопроводов. ЭМР могут устанавливаться в трубопроводах самых разных размеров - от лабораторных установок до крупных магистральных линий, что позволяет применять их в различных отраслях.

3. Высокая точность измерений агрессивных и вязких жидкостей. ЭМР способны точно измерять расход сложных сред, таких как кислоты, шламы и суспензии, что делает их востребованными в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Это возможно благодаря высококачественным материалам, из которых изготавливаются электроды и стенки труб, например, танталу и титану, которые обладают высокой устойчивостью к коррозии и износу.

Несмотря на перечисленные достоинства, ЭМР обладают и рядом ограничений, которые сдерживают их применение в определенных областях:

1. Зависимость от электропроводности среды. Для корректных измерений расхода, наименьшее значение удельной электропроводности жидкости должно находиться в диапазоне от 0,01 до 50 мкСм/см в зависимости от типа расходомера. ЭМР не могут применяться для неэлектропроводящих жидкостей, таких как углеводороды (например, бензин и керосин), и газов, поскольку такие среды не создают измеримый потенциал. Для жидкостей с низкой проводимостью возможна нестабильность результатов, связанная с понижением амплитуды сигнала;

2. Чувствительность к осадкообразованию и загрязнениям. В случае образования осадка или наличия взвешенных частиц в неэлектропроводящей среде происходит изменение характеристик электродов и внутренней поверхности расходомера, что снижает точность измерений и требует регулярной очистки и технического обслуживания прибора;

3. Ограниченная применимость для многофазных сред. ЭМР не могут точно измерять расход двух- или многофазных сред, так как наличие газа, воздуха или твердых частиц снижает точность и надежность измерений.

Эти достоинства и недостатки определяют сферу применения ЭМР и требуют совершенствования методов их метрологического обеспечения, чтобы повысить надежность и точность измерений в сложных условиях эксплуатации.

Идея создания электрического потенциала в жидкостях, движущихся через магнитные поля, была впервые предложена Майклом Фарадеем (M. Faraday) в 1832 году. Дальнейшие исследования в этом направлении продолжил Вильямс (E.J. Williams) в 1930 году, работа которого напоминала разработки Реджнерта

(H.C. Regnart). Вильямс предложил устройство, конструктивно напоминающее современный ЭМР. Первое практическое применение ЭМР нашло в области медицины для измерений кровотока: физиологи, начиная с Фабра (P. Fabry), вскоре после исследований Вильямса начали использовать ЭМР в качестве измерительного прибора (первая статья была опубликована в 1932 году). Начиная с 1936 года, Колин (A. Kolin) внес значительный вклад в развитие ЭМР, предложив многочисленные конструктивные усовершенствования, ставшие в дальнейшем стандартной практикой. Колин продолжал свои исследования до 1956 года. В 1941 году Тюрлеман (B. Thurlemann) впервые теоретически обосновал, что при осесимметричном профиле скорости в круглой трубе с непроводящими стенками возникает разность потенциалов, аналогичная той, которая создавалась бы при равномерной скорости потока. Это позволило определить разность потенциалов UE на электродах по уравнению [15-17]:

UE = BDVcv, (1)

где B - магнитная индукция, Тл; D - расстояние между концами электродов, равное внутреннему диаметру трубопровода (номинальный диаметр), м; Уср - средняя скорость измеряемой среды, м/с.

Уравнение 1 для ЭМР может быть справедливо лишь при выполнении следующих условий:

- магнитное поле должно быть однородным (это поле, в котором векторы магнитной индукции имеют одинаковую величину и направление во всех точках области);

- профиль скорости должен быть осесимметричным.

В современных конструкциях эти требования редко выполняются, что обусловило необходимость поиска новых конструктивных решений, позволяющих получать выходной сигнал, минимально подверженный влиянию профиля потока.

Рисунок 1 - Схема работы ЭМР

На рисунке 1 изображена трубка с круглым поперечным сечением, через которую проходит поток электропроводящей жидкости. Принцип работы ЭМР основан на законе электромагнитной индукции. Когда поток электропроводящей жидкости движется в магнитном поле, создаваемом первичным преобразователем расхода, в жидкости индуцируется электродвижущая сила, пропорциональная скорости движения жидкости. Для генерации магнитного поля поверх расходоизмерительного канала расположены обмотки возбуждения (катушки). Измеренное значение электродвижущей силы (далее - ЭДС) передается с электродов первичного преобразователя в измерительный блок, где оно преобразуется в значение объемного расхода и объема жидкости в потоке [18-28].

Важнейшей характеристикой ЭМР является чувствительность, которая представляет собой отношение изменения выходного сигнала к изменению входного параметра (расхода). Чувствительность зависит от конструкции расходомера и геометрии потока.

Формула для вычисления чувствительности выглядит следующим образом:

и

Е

ВПК

ср

где 5 - это безразмерный показатель, показывающий, насколько изменение расхода влияет на выходной сигнал прибора.

Точность измерений расходомера также зависит от различных факторов, таких как однородность магнитного поля, наличие загрязнений и изменение профиля скорости потока. Эти факторы могут вызывать погрешности, которые важно учитывать при эксплуатации ЭМР.

Современные подходы, такие как весовая функция Шерклифа ^.А. ShercHff), введенная в 1962 году, позволяют вычислять влияние профиля потока на сигнал. Весовая функция Ж указывает в какой степени поток в каждой части поперечного сечения влияет на выходной сигнал, что дает возможность проектировать ЭМР с контролируемым уровнем чувствительности к профилю скорости. Отклик ЭМР с однородным магнитным полем и дисковыми электродами при воздействии произвольного прямолинейного профиля потока может быть представлен весовой функцией Ж, заданной формулой [29]:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бакиров Ренат Толгатович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Российская Федерация. Указы. Об утверждении Климатической доктрины Российской Федерации: Указ Президента Российской Федерации от 26.10.2023 № 812: [принявший орган: Президент РФ; опубликован: собрание законодательства Российской Федерации, № 44, 30.10.2023, ст.7865] - Текст: электронный // Техэксперт: справочная система: [сайт].- URL: https://тех-эксперт.рф.

2. Российская Федерация. Указы. Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации: Указ Президента Российской Федерации от 07.07.2011 № 899: [принявший орган: Президент РФ; опубликован: собрание законодательства Российской Федерации, №2 28, 11.07.2011, ст.4168] - Текст: электронный // Техэксперт: справочная система: [сайт].- URL: https://тех-эксперт.рф.

3. Российская Федерация. Законы. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ: [принят Государственной Думой 11.11.2009: одобр. Советом Федерации 18.11.2009]: (ред. от 13.2023); опубликован: собрание законодательства Российской Федерации, № 48, 30.11.2009, ст.5711] - Текст: электронный // Техэксперт : справочная система : [сайт].- URL: httpsV/тех-эксперт.рф.

4. РМГ 74-2004 ГСИ. Методы определения межповерочных и межкалибровочных интервалов средств измерений : утверждены: приказом Росстандарта от 02.03.2005 № 35-ст : введены в действие 01.03.05. -официальное издание М.: Стандартинформ, 2005 г. - Текст : электронный // Техэксперт : справочная система : [сайт].- URL: httpsV/тех-эксперт.рф.

5. Бакиров, Р.Т. Влияние профиля скорости на точность электромагнитных расходомеров/ Р.Т. Бакиров, О.К. Шабалина, Ю.К. Евдокимов, А.С. Шабалин. -Текст: непосредственный // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2021. - № 6 (575). - С. 45-49.

6. Бакиров, Р.Т. К проблеме выбора оптимальной геометрии расходоизмерительного участка электромагнитного расходомера для повышения достоверности в сложных гидродинамических условиях/ Р.Т. Бакиров, Ю.К. Евдокимов. - Текст: непосредственный //Автоматизация и информатизация ТЭК. -2024. - № 6 (611). - С. 14-22.

7. Коптев, В.С. Обзор состояния и перспективы развития электромагнитных расходомеров и теплосчетчиков/ В.С. Коптев, А.В. Прохоров, Г.И. Сычев. - Текст : электронный // НПО Тепловизор. - URL: http://www.teplovizor.ru/ myarticles/ article. php?storyid=1.

8. Бакиров, Р.Т. Совершенствование системы метрологического обеспечения измерений расхода и количества жидкостей в области малых расходов/Тухватуллин Р.Р., Бакиров Р.Т., Краев Д.В. - Текст : непосредственный // IV Всероссийская национальная научная конференция молодых ученых «Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований»/ КВЦ «Патриот». -2021. - С. 362-365.

9. Бакиров, Р.Т. Исследование влияния профиля скорости на метрологические характеристики электромагнитного расходомера/ Бакиров Р.Т, Шабалин А.С. -IV Всероссийская национальная научная конференция молодых ученых «Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований» - Текст : непосредственный /Комсомольский-на-Амуре государственный университет. -2021. -С. 191-194.

10. Бакиров, Р.Т. Оценка учета тепловой энергии, проблемы и пути решения/Бакиров Р.Т, Шабалин А.С. - Текст : непосредственный // Национальная научно-практическая конференция «Современные проблемы энергетики» / Тюменский индустриальный университет. - 2022. - С. 77-79.

11. Бакиров, Р.Т. Оценка влияния профиля скорости на метрологические характеристики электромагнитных расходомеров/ Бакиров Р.Т, Шабалина О.К, Шабалин А.С. - Текст : непосредственный // XXV ТУПОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ (ШКОЛА МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ). Международная молодежная научная конференция, посвященная 60-летию со дня осуществления Первого полета человека в космическое пространство и 90-летию Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева-КАИ / Изд-во ИП Сагиева А.Р. - 2021. - С. 268-271.

12. Бакиров, Р.Т. Повышение информационной и метрологической надежности теплосчетчиков на объектах теплоснабжения/ Бакиров Р.Т. - Текст : непосредственный // I-ая Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «ЗА НАМИ БУДУЩЕЕ»/ Издательский Дом «ПремиумПресс». - 2022. - С.67-69.

13. Бакиров, Р.Т. Надежность и точность электромагнитного преобразователя расхода на объектах теплоснабжения/ Бакиров Р.Т. - Текст : непосредственный // VIII Национальная научно-практическая конференция «Приборостроение и автоматизированный электропривод в топливно-энергетическом комплексе и жилищно-коммунальном хозяйстве» / Казанский государственный энергетический университет. - 2023. - С. 608-611.

14. Бакиров, Р.Т. Повышение достоверности контроля метрологической характеристики преобразования электромагнитных расходомеров в сложных условиях эксплуатации/ Бакиров Р.Т. - Текст : непосредственный // Водные ресурсы - основа глобальных и региональных проектов обустройства России, Сибири и Арктики в XXI веке / Тюменский индустриальный университет. - 2024. - С. 10-15.

15. Лепявко, А.П. Расходомеры и счетчики жидкости и газа. Поверка и калибровка/ А.П. Лепявко: Учеб. Пособие. - М.: АСМС, 2005. - 99 с. - Текст : непосредственный.

16. Baker, R.C. Flow measurement handbook: industrial designs, operating principles, performance, and applications/ Roger C. Baker. - Cambridge University Press, 2nd edition, 745 p. - Direct text.

17. Патент SU 168483 A1, G01F 1/64. Способ измерения расхода элекропроводящей жидкости. .№868030/26-10: заявл. 29.11.1963: опубл. 18.02.1965/ С.А. Регирер; патентообладатель СССР- Текст : непосредственный.

18. Карпов, В. А. Электромагнитные расходомеры : учеб. пособие по курсу «Методы и техника научного эксперимента» / В. А. Карпов. - Гомель : ГПИ, 1998.

- 70 с. - Текст : непосредственный.

19. Zhang C. Coil shape optimization of the electromagnetic flowmeter for different flow profiles/ Zhang Cao, Wei Song, Zhicong Peng, Lijun Xu- Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2014. - 40. - P. 256-262.

20. Clarke, D.W. Eddy-current effects in an electromagnetic flowmeter/ D.W. Clarke, J. Hemp - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2009. - 20. -P. 22-37.

21. Bates, C.J. The performance characteristics of a novel multi-electrode electromagnetic flowmeter/ C.J. Bates, B. Franklin - Direct text // Measurement. - 2004.

- 35. - P. 399-408.

22. Bates, C.J. Fluid flow studies associated with a new electromagnetic flowmeter/ C.J. Bates, Roger B. Turner - Direct text // Measurement. - 2003. - 33. - P. 85-94.

23. Cheremisinoff, N.P. Applied Fluid Flow Measurement - Fundamentals and Technology, 1st ed./ Nicholas P. Cheremisinoff. - Marcel Dekker Inc, New York. -1979. -205 p. - Direct text.

24. Zhao Y.Y. Measurement and control systems for an imaging electromagnetic flowmeter/ Y.Y. Zhao, G. Lucas, T. Leeungculsatien. - Direct text // ISA Trans. - 2014.

- 53. - P. 423-432.

25. Andre, L.S.S.M. Electromagnetic flowmeter evaluation in real facilities: Velocity profiles and error analysis/André Luis Sotero Salustiano Martim, José Gilberto Dalfré Filho, Yvone de Faria Lemos De Lucca, Ana Ines Borri Genovez. - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2019. - 66. - Р.44-49.

26. Yiting, Z. On the effect of the electrode shape and contraction section on the right-angled electromagnetic flowmeter/ Z. Yiting, T. Chengxu, C. Weijie, L. Xianfeng,

G. Wenkun, J. Xianzhi, B. Fubing. - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2023. - 92. - 102400.

27. Liu, T.J. Research on low power electromagnetic flowmeter with reducing measuring tube/ T.J. Liu, T.S. Gong, Y.J. Chen. - Direct text // J. Sens. Technol. - 2013. - 26. - Р.348-352.

28. Chen, Y.J. Simulation study on flow field of electromagnetic flowmeter in reducing pipe / Chen, Y.J., Liu, T.J., Xie, D.L. - Direct text // J. China Univ. Metrol. -2012. - 23. - Р.227-231.

29. Shercliff, J.A. The Theory of Electromagnetic Flow-Measurement / J.A. Shercliff. - Cambridge University Press, 1962. - 146 p. - Direct text.

30. РМГ № 29-2013 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения» : утверждены: приказом Росстандарта от 05.12.2013 № 2166-ст : введены в действие 01.01.15. -официальное издание М.: Стандартинформ, 2014 г. - Текст : электронный // Техэксперт : справочная система : [сайт].- URL: Ы^://тех-эксперт.рф.

31. ГОСТ Р 27.102-2021 Надежность в технике. Надежность объекта. Термины и определения : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Росстандарта от 8 октября 2021 г. № 1104-ст : введен впервые : дата введения 2022-01-01 / разработан ЗАО «НИЦ КД». - М.: ФГБУ «РСТ», 2021. - Текст : электронный // Техэксперт : справочная система : [сайт].- URL: httpsV/тех-эксперт.рф.

32. Игнатов, Д.В. Оценка и повышение метрологической надежности при проектировании средств неразрушающего контроля с учетом температурных режимов их эксплуатации: специальность 05.11.13 Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий: дисс. ... канд. техн. наук / Д.В. Игнатов; ТГТУ. - Тамбов, 2005. - 155 с. - Текст : непосредственный.

33. Грубо, Е.О. Алгоритмическое обеспечение повышения метрологической надежности средств измерений 05.11.16 Информационно-измерительные и управляющие системы (приборостроение): дисс. . канд. техн. наук / Е.О. Грубо; СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - Санкт-Петербург, 2011. - 164 с. - Текст : непосредственный.

34. Сулаберидзе, В.Ш. Метрологическая надежность средств измерений: учебно-методическое пособие / В.Ш. Сулаберидзе, А.А. Неклюдова, В.А. Михеев; ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева». - Санкт-Петербург: Реноме, 2023. - 136 с.

- Текст : непосредственный.

35. Кавригин, С.Б. Диапазон 1000 ... так все-таки он достижим?/ С.Б Кавригин. - Текст : электронный // АО «Взлет». - URL: https://vzljot.ru/files /publications/180194.pdf.

36. Scott, R.W.W. A practical assessment of the performance of electromagnetic flowmeters/ R.W.W. Scott. - Direct text // Conference on Fluid Flow Measurement. -1970. - P. E1.

37. De Jong, J. Comparison of some 500 mm diameter flowmeters/ J. de Jong. -Direct text // Flow measurement of fluids: proceedings of FLOMEKO. - 1978. - Р. 565

38. Tsuchida, T. The effects of flow velocity profile on the electromagnetic flowmeters/ T. Tsuchida, Y. Terashima, T. Machiyama - Direct text //Report of Researches, Nippon Institute of Technology. - 1982. - Р.101-111.

39. Deacon, J.E. Electromagnetic flowmeter installation tests / J.E. Deacon -Direct text // IMEKO Budapest. - 1983. - P. E3. - Р.85-91.

40. Bates, C.J. Upstream installation and misalignment effects on the performance of a modified electromagnetic flowmeter / C.J. Bates - Direct text // Journal of Flow Measurement and Instrumentation. - 1999. - 10. - Р.79-89.

41. Bates, C.J. The performance of a modified electromagnetic flowmeter when abutted to a smaller misaligned upstream diameter pipe / C.J. Bates - Direct text //10th International Conference on Flow Measurement, Salvador, Brazil (FLOMEKO) - 2000.

- Р. B6.

42. Bates, C.J. Performance of two electromagnetic flowmeters mounted downstream of a 90° mitre bend/reducer combination / C.J. Bates - Direct text // Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. - 2000. - 27. -Р.197-206.

43. Шабалина, О.К. Влияние монтажа турбинных преобразователей расхода на метрологические характеристики систем измерений количества и показателей

качества нефти и нефтепродуктов/ О.К. Шабалина. - Текст: непосредственный //Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. -2019. -№ 12. -С. 55-57.

44. Salustiano-Martim, A.L.s. Electromagnetic flowmeter evaluation in real facilities: velocity profiles and error analysis / A.L.s. Salustiano-Martim, et al. - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2019. - 66. - P. 44-49.

45. Акимова, О.Ю. Математическое моделирование влияния профиля скорости потока на сигнал электромагнитного расходомера / О.Ю. Акимова. -Текст : непосредственный // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2006. - № 3. - С. 149-159.

46. Ощепков, А.Ю. О парадоксах электромагнитных расходомеров / А.Ю. Ощепков, К.С. Турунцев. - Текст : непосредственный // Экспозиция нефть газ. - 2015. - № 1(40). - С. 48-51.

47. Кремлевский, П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн. 2-5-е изд./ П.П. Кремлевский. - СПб.: Политехника, 2004. -305 с. - Текст: непосредственный.

48. Li, K. Точные измерения расхода жидкости в промышленных системах при помощи электромагнитных расходомеров/ K. Li, S. Colm. - Текст: непосредственный // Компоненты и технологии. -2014. -№ 4. -С. 30-38.

49. Slattery, C. Электромагнитные расходомеры: конструктивные соображения и решения/ C. Slattery, L. Ke. - Текст: электронный //https: //masters. donntu.ru/2017 /fkita/filipsonov/library/article 10eng.htm.

50. Патент RU2618505C1, МПК G01F 1/58 (2006.01). Электромагнитный преобразователь расхода. № 2016106680: заявл. 26.04.2016: опубл. 03.05.2017/ Жданова Иветта Всеволодовна, Афанасьев Дмитрий Владимирович; патентообладатель АО НИИТП «НИИТеплоприбор» - Текст : непосредственный.

51. Патент RU2631012C1, МПК G01F 1/58 (2006.01). Способ контроля исправности электромагнитного расходомера и электромагнитный расходомер с функцией самоконтроля. № 2016115106: заявл. 19.04.2016: опубл. 15.09.2017/

Добрынин Валерий Витальевич; патентообладатель АО «АПЗ» - Текст : непосредственный.

52. Корсунский, Л.М. Электромагнитный расходомер с прямоугольным каналом / Л.М. Корсунский - Текст : непосредственный //Измерительная техника.

- 1960. -№10. - С. 56-60.

53. Катыс, Г.П. Объемные расходомеры / Г. П. Катыс. - Издательство «Энергия». - 1965. - 124 с. - Текст : непосредственный.

54. Gray, J.O. Electromagnetic differential flowmeter/ J. O. Gray, M. L. Sanderson. - Direct text // Electronic Letters. - 1970. - 6(7) . - 194.

55. Павлов, А. В. Теоретическое и экспериментальное исследование электромагнитного метода измерения расхода жидкостей : специальность 05.13.05 Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления : дисс. . канд. техн. наук / А. В. Павлов; КГТУ, ВНИИР. - Казань, 2000. - 210 с. - Текст : непосредственный.

56. Патент UA42366A, МПК G01F 15/14. Преобразователь электромагнитного расходамера. №2001010667: заявл. 30.01.2001: опубл. 15.10.2001/ Лихачов Олександр Миколайович; патентообладатель Лихачов Олександр Миколайович - Текст : непосредственный.

57. Bin, L. The Analysis and Application of the Rectangular Electromagnetic / Bin Li, Jun Yao, Xia Li - Direct text // lMTC 2003 - Instrumentation and Measurement Technology Conference Vail, CO, USA. - 2003. - 05. - Р. 20-22.

58. Padegimas, R. Selection of the Magnetic Circuit Design for Electromagnetic Fluid Flow Converter with Rectangular Channel/ R. Padegimas, J.A. Virbalis, R. Vaikasas. - Direct text // Electronics and electrical engineering.- Kaunas: Technologija.

- 2006. - 3(67). - Р. 41-46.

59. Sungtaek, L. The improvement of meter performance of em sensing flowmeters, using software modelling / This thesis is submitted in partial fulfilment of the requirements for the degree of PhD. - 2008 - Direct text.

60. Патент DE102008057755A1, МПК G01F 1/58 (2006.01). Magnetischinduktives DurchfluBmeBgerat. № 10 2008 057 755.3: заявл. 17.11.2008: опубл.

20.05.2010/ Neuburger, Stephan, Neven, Joseph; патентообладатель Krahne AG -Текст : непосредственный.

61. Патент EP2187180B1, МПК G01F 1/58 (2006.01), G01F 15/14 (2006.01), B21D 26/02 (2011.01). Magnetic-inductive flow measuring apparatus. № 09013801.7: заявл. 03.11.2009: опубл. 15.05.2019/ Neuburger, Stephan, Neven, Joseph; патентообладатель Krohne AG- Текст : непосредственный.

62. Патент RU124792U1, МПК G01F 1/58 (2006.01). Электромагнитный расходомер. №2012116821/28: заявл. 24.04.2012: опубл. 10.02.2013/ Конопляник Дмитрий Иванович, Лосев Виктор Евгеньевич; патентообладатель ЗАО «Взлет» -Текст : непосредственный.

63. Патент EP2600119A1, МПК G01F 1/58 (2006.01), G01F 15/14 (2006.01). Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät. № 12007664.1: заявл. 12.11.2012: опубл. 05.06.2013/ Neven, Josef; патентообладатель Krohne AG- Текст : непосредственный.

64. Патент DE102011119982A1, МПК G01F 1/58 (2012.01). Magnetischinduktives Durchflussmessgerät. № 10 2011 119 982.2: заявл. 02.12.2011: опубл. 06.06.2013/ Neven, Josef; патентообладатель Krohne AG- Текст : непосредственный.

65. Tiejun, L. Magnetic Circuit Design for Electromagnetic flow Transducer with Locally Shrunk Measurement Pipe/ Tiejun Liu, Guangming Zhang. - Direct text // International Conference on Future Computer and Communication Engineering. - 2014.

66. Tiejun, L. Battery Powered Electromagnetic Flow Meter with Locally Shrunk Measurement Pipe / Tiejun Liu, Min Zhou. - Direct text // Applied Mechanics and Materials Vols. - 2014. - 315. - P 568-570.

67. Патент RU2504736C1, МПК G01F 1/58 (2006.01). Электромагнитный расходомер. №2012132002/28: заявл. 25.07.2012: опубл. 20.01.2014/ Недзвецкий Виктор Карлович, Магала Владимир Александрович, Манин Андрей Львович; патентообладатель Закрытое акционерное общество «Управляющая компания Холдинга «Теплоком».

68. Патент DE102014113408A1, МПК G01F 1/58 (2006.01). Verfahren zur Herstellung eines Magnetisch-induktives Durchfluss- messgeräts mit zum

Teilreduziertem Querschnitt. № 10 2014 113 408.7: заявл. 17.09.2014: опубл. 7.03.2016/ Andres, Angelika; патентообладатель Endress + Hauser Flowtec AG.

69. Li-Ping, L. Design method for flow tube structure of electromagnetic water meter with shrunk measurement tube based on pressure loss-flow restriction / Li-Ping Liang, Yu-Shi Ge, Ke-Jun Xu, Yun-Zhi Huang, Shuang-Long Yang, Wei Xu, Jian-Ping Wu, Fei-Yan Qi. - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2020. - 74. -101778.

70. Feiyan, Q. Parameter Optimization Method of EWM Rectangular Reducer Based on RSM-MOGA / Feiyan Qi, Liping Liang, Lingbin Chai, Kun Wei. - Direct text // LSMS 2021/ICSEE 2021, CCIS 1468. - 2021. - P. 485-496.

71. Deb, K. A fast and elitist multi-objective genetic algorithm: NSGA-II/ Deb, K., Pratab, A., Agarwal, S., et al. - Direct text // IEEE Trans. Evol. Comput. - 2002. - 6. -P. 182-197.

72. Bevir, M.K. The theory of induced voltage electromagnetic flowmeters / M. K. Bevir. - Direct text // Journal of Fluid Mechanics. - 1970. - 43:577.

73. Ватажин, А.Б. Магнитогидродинамические течения в каналах / А.Б. Ватажин, Г.А. Любимов, С.А. Регирер. - Издательство «Наука»,- 1970. - 673 с. -Текст : непосредственный.

74. Белов, И.А. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / Белов И.А., Исаев С.А. - Балт. Гос. Техн. ун-т. СПб., 2001. - 108 с. - Текст : непосредственный.

75. Argyropoulos, C.D. Recent advances on the numerical modelling of turbulent flows/ C.D. Argyropoulos, N.C. Markatos - Direct text // Applied mathematical modelling. - 2015. - 39(2). - P. 693-732.

76. Bo, Lu. Three-dimensional MHD simulations of the electromagnetic flowmeter for laminar and turbulent flows/ Bo Lu, Liangwang Xu, Xiaozhang Zhang - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2013. - 33. - P. 239-243.

77. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям/ И.Е., Идельчик, М.О. Штейнберг (ред.) // Машиностроение. Москва. -1992. - 632 с. -Текст : непосредственный.

78. Kolmogorov, A.N. Equations of turbulent motion of incompressible fluid. Izvestia Academy of Sciences, USSR- Direct text // Physics.-1942.-6.- P. 56-58.

79. Бакиров Р.Т. Исследование гидродинамических характеристик проточной части электромагнитного расходомера различными методами/ Р.Т. Бакиров, А.С. Шабалин, Ю.Б. Александров. - Текст : непосредственный //Автоматизация и информатизация ТЭК. - 2024. - № 9 (614). - С. 5-14

80. Александров, Ю.Б. Расчет гидравлических систем: учебное-методическое пособие по выполнение курсовой работы / Ю. Б. Александров; Казанский гос. техн. ун-т им. А. Н. Туполева. - Казань : Изд-во Казанского гос. технического ун-та, 2023. - 74 с. - Текст : непосредственный.

81. Качанов, И.В. Механика жидкости и газа: курс лекций: в 4 ч. / И.В. Качанов, В.В. Кулебякин, В.К. Недбальский. - Минск: БНТУ, 2012. - Ч. 3. - 56 с. -Текст : непосредственный.

82. Navier, C.L.M.H. Memoire sur les lois du movement des fluids Mem- Direct text // Acad. Roy. Sci. -1823. - v. 6 - P. 389-440.

83. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа/ Л.Г. Лойцянский. - М.: Наука, 1987. - 840 с. - Текст : непосредственный.

84. Исахов, А.А. Численное исследование течения жидкости в прорыве плотины методом VOF для сложного рельефа местности / А.А. Исахов, Е.Е. Кумаров. - Текст: электронный // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. - 2021. - № 5 (86). - URL: https://7universum.com/ru/tech/ archive/item/11690 (дата обращения: 07.02.2024).

85. Хабошан, Х.Н. Анализ турбулентного пограничного слоя и возможности уменьшения поверхностного сопротивления на плоской пластине с использованием микрообдува/ Х. Н. Хабошан, Э. Юсефи, Е. Своркан. - Текст : непосредственный // Прикладная механика и техническая физика. - 2022. - № 3 (63). - С. 62-74.

86. Белов, А.М. Исследование методом конечных элементов теплообменных процессов забортного теплообменного аппарата/ А.М. Белов, С.С. Гоняева, В.В.

Кожемякин. - Текст : непосредственный // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2023; - 3(405) . - С. 126-134.

87. Алексеев, К.А. Выбор модели турбулентности для моделирования гидродинамики потока в насадочном слое / К. А. Алексеев, А. Г. Мухаметзянова. -Текст : непосредственный // Вестник технологического университета. - 2015; -18(17) . - С. 64-66.

88. Бакиров, Р.Т. Разработка оптимальной геометрии проточной части первичного преобразователя электромагнитного расходомера с повышенной метрологической надежностью/ Р.Т. Бакиров. - Текст : непосредственный // Автоматизация и информатизация ТЭК. - 2023. - № 4 (597). - С. 54-61.

89. Никущенко, Д.В. Исследование течений вязкой несжимаемой жидкости на основе расчетного комплекса FLUENT: Учеб. Пособие/ Д.В. Никущенко. -СПб.: Изд. СПбГМТУ, 2004. - 94 с. - Текст : непосредственный.

90. ANSYS Fluent user's guide. -April 2017.- URL: https://archive.org/details/ ANSYSFluentUsersGuide/mode/2up. - Text : electronic.

91. Тухватуллин, А.Р. Государственный первичный специальный эталон единиц массы и объема жидкости в потоке, массового и объемного расходов жидкости ГЭТ 63-2019 / Тухватуллин А.Р., Щелчков А.В., Фафурин В.А. - Текст : непосредственный // Измерительная техника. -2021. -№ 2. - С. 3-8.

92. Корнеев, Р.А. Совершенствование государственной поверочной схемы для средств измерений расхода и количества жидкости / Корнеев Р. А. - Текст : непосредственный //Эталоны. Стандартные образцы. -2023. -№ 3. -С. 5-17.

93. Shchelchkov A.V. Technique of transferring fluid mass and volume units in a flow and of mass and volumetric flow rates of fluid by means of indirect measurements / Shchelchkov A.V., Korneev R.A., Fafurin V.A. - Direct text // // Journal of engineering physics and thermophysics. - 2022. -95. - Р. 1271-1281.

94. Drexler, P. Numerical modeling and experimental verification of a low fluid flow inductive flowmeter/ P. Drexler, P. Fiala, et al. - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2021. - 78. - 101876.

95. Fu, X Dry calibration of electromagnetic flowmeters based on numerical models combining multiple physical phenomena (multiphysics) / X. Fu, L. Hu, K.M. Lee, et al. - Direct text // Journal of applied physics. - 2010. - 108. - 083908.

96. Cao, Z. Coil shape optimization of the electromagnetic flowmeter for different flow profiles/ Z. Cao, W. Song, Z. Peng, L. Xu - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2014. - 40. - Р. 256-262.

97. Расчет магнитного поля в зазоре между двумя постоянными цилиндрическими магнитами методом конечных элементов: распределение магнитного потока, магнитная индукция в зазоре - Текст : электронный //»Лаборатория независимых исследований» (сайт И. А. Мухина). - URL: https://imlab.narod.ru/M_Fields/Magnet_01/Magn_01 .htm

98. Козел, М.Н. Моделирование потоков жидкости при различных условиях монтажа электромагнитного расходомера в реальных условиях эксплуатации / М.Н. Козел. - Текст : непосредственный // Молодежь в науке - 2020. Аграрные, биологические, гуманитарные, медицинские, физико-математические, физико-технические науки, химия и науки о Земле. Минск : Беларуская навука. -2020. -С. 429-431.

99. Lannes, D.P. Measurement of flow rate using straight pipes and pipe bends with integrated piezoelectric sensors / D.P. Lannes, A.L. Gamab, T.F.B. Bento. - Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2018. - 60. - P. 208-216.

100. Leeungculsatien, T. Measurement of velocity profiles in multiphase flow using a multi-electrode electromagnetic flowmeter/ T. Leeungculsatien, G.P. Lucas. -Direct text // Flow Measurement and Instrumentation. - 2013. - 31. - P. 86-95.

101. Esfe, M.H. Design of a heat exchanger working with organic nanofluids using multi-objective particle swarm optimization algorithm and response surface method / M.H. Esfe, O. Mahian, M.H. Hajmohammad, et al. - Direct text // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2018. - 119. - Р. 922-930.

102. Мартынова, О.И. Влияние гидродинамики потока и тепловых параметров на отложение взвешенных в водном теплоносителе примесей на

необогреваемой стенке канала / О.И Мартынова, И.Я. Дубровский, И.В. Куртова-Текст : непосредственный // М.: МЭИ. - 1974. - Вып. 200. - С. 116-125.

103. Васильева, Л.В. Формирование элементного и фазового состава отложений в теплоэнергетическом оборудовании в условиях различных схем водоподготовки и способы их удаления: специальность 03.02.08 Экология (химические науки): дисс. ... канд. техн. наук / Л.В. Васильева; КубГУ. -Краснодар, 2017. - 136 с. - Текст : непосредственный.

104. Татаринцев, В.А. Особенности накипеобразования в трубах теплообменных аппаратов/ В.А. Татаринцев. - Текст : непосредственный // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2022. - Т. 22. - № 1. - С. 97-105.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Акты внедрения

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор ООО «УК Взлет» управляющей организации АО «Взлет»

Спицын

м.ц.

2024 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационного исследования (работы) на тему: «Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации»

Настоящим актом подтверждается, что в АО «ВЗЛЕТ» внедрены результаты диссертационного исследования на тему: «Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации».

Результаты исследования, направленные на оптимизацию геометрических параметров первичных преобразователей электромагнитных расходомеров, внедрены в практику проектирования и разработки новых типов расходомеров, предназначенных для промышленного применения. Разработанные методы и подходы уже применяются в процессе создания новых электромагнитных расходомеров, которые будут использоваться в составе поверочных установок, узлах учета энергоресурсов, а также в технологических процессах контроля, дозирования и регулирования в ключевых отраслях промышленности.

На основании проведенных исследований ожидается, что новые типы расходомеров обеспечат значительное повышение точности и надежности измерений в условиях сложных эксплуатационных факторов, таких как местные и локальные гидравлические сопротивления. Внедрение данных решений также способствует снижению гидравлических потерь и улучшению метрологической стабильности приборов.

Применение результатов исследования в промышленной деятельности АО «ВЗЛЕТ» способствует повышению эффективности разработки и производства электромагнитных расходомеров, что обеспечит конкурентное преимущество на российском рынке измерительных приборов. В дальнейшем планируется продолжение исследований для расширения возмоз " данных

устройств.

Главный конструктор

Главный метролог

УТВЕРЖДАЮ: Генеральный директор ООО «АКТНК»

Л.М. Лапик ' «^ 2024

АКТ

внедрения результатов диссертационного исследования на тему:

«Методы повышения метрологической надежности элекгромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации»

Настоящим актом подтверждается, что в ООО «АКТЕК» внедрены результаты диссертационного исследования на тему: «Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации».

Результаты исследования нашли практическое применение в разработке и испытаниях прототипов электромагнитных расходомеров, предназначенных для включения в состав поверочных установок Эрмитаж. Благодаря применению новых методов проектирования, удалось оптимизировать конструкцию первичных преобразователей, что повысило их метрологическую надежность при работе в сложных условиях эксплуатации.

Использование полученных научных данных позволило значительно улучшить характеристики расходомеров: достигнута высокая точность измерений при минимальном влиянии гидродинамических помех, снижено загрязнение электродов, а также расширены возможности приборов по работе в условиях нестабильных потоков. Данные усовершенствования особенно важны в контексте поверочных операций, где стабильность и достоверность измерений являются критическими параметрами.

На текущем этапе, внедренные решения проходят апробацию в составе действующих установок, что позволяет всесторонне оценить их эффективность и перспективность. В случае успешных испытаний, ООО «АКТЕК» рассматривает возможность запуска серийного производства собственных электромагнитных расходомеров, что станет важным шагом в развитии компании и укрепит ее позиции на рынке метрологического оборудования.

Применение результатов исследования способствует совершенствованию поверочных технологий, расширению возможностей производства и созданию новых конкурентоспособных решений в области измерений расхода жидкостей.

утверждаю

директор

^фоло] и ческие системы»

^^ТПвТКомиссаров

2024 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационного исследования на тему:

«Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях

Настоящим актом подтверждается, что в ООО «ИК «Метрологические системы» внедрены результаты диссертационного исследования па тему: «Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации».

В ходе работы были модернизированы электромагнитные расходомеры, входящие в состав поверочных установок горячеводных автоматизированных УПГА и поверочных установок автоматизированных У ПЛ. Основное конструктивное усовершенствование коснулось измерительного тракта, где применение ферритового сердечника позволило значительно повысить уровень выходного сигнала, что положительно сказалось на точности измерений, стабильности работы прибора и его чувствительности к изменениям потока жидкости.

Дополнительно внесенные изменения снизили влияние электромагнитных и гидродинамических помех, что особенно важно при эксплуатации в условиях переменных режимов потока. Благодаря применению данной технологии удалось адаптировать конструкцию расходомеров для работы с жидкостями, обладающими низкой электропроводностью, что расширило диапазон их применения и повысило метролог ическую надежность в процессе поверки.

Реализация указанных изменений позволила улучшить характеристики выпускаемого оборудования, повысить его эксплуатационную надежность и стабильность результатов измерений в сложных условиях работы.

Настоящий акт составлен для подтверждения практического использования научных результатов в деятельности предприятия.

эксплуатации»

УТВЕРЖДАЮ Директор

МШШ»

_ Е.А. Дымников

2024 г.

о внедрении результатов диссертационного исследования на тему:

«Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации»

Настоящим актом подтверждается, что в ООО «РЕОМ» внедрены результаты диссертационного исследования на тему: «Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации».

Результаты исследования нашли применение при модернизации первичных преобразователей электромагнитных расходомеров, входящих в состав поверочных установок серии Тайфун. Внедрение коснулось ключевых конструктивных изменений в расходоизмерительном канале, что позволило достичь значительного улучшения эксплуатационных характеристик. В частности, переход от круглого к прямоугольному сечению измерительного тракта обеспечил снижение влияния гидродинамических искажений потока, что положительно сказалось на стабильности показаний. Дополнительно удалось уменьшить загрязняемость электродов, что повысило метрологическую надежность приборов в процессе эксплуатации и сократило необходимость частого технического обслуживания.

Совокупность этих изменений способствовала повышению точности измерений и увеличению срока службы поверочного оборудования, что особенно важно для метрологических служб, использующих данные установки. Улучшенные характеристики позволили сократить затраты на обслуживание и повысить общую эффективность эксплуатации оборудования.

Настоящий акт составлен для подтверждения практического использования научных результатов в деятельности предприятия.

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООфша^йеш М а с с »

Е В. Логинов

2024 г.

о внедрении результатов диссертационного исследования на тему:

«Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в

сложных условиях эксплуатации»

Настоящим актом подтверждается, что в ООО «ЛогоМасс» внедрены результаты диссертационного исследования на тему: «Методы повышения метрологической надежности электромагнитных расходомеров для контроля объемного расхода электропроводящей жидкости в сложных условиях эксплуатации».

Результаты исследования использованы при разработке и производстве поверочных установок серии ТЕСТ-РС и переносных установок ТЕСТ-ВС, предназначенных для метрологического обеспечения расходомеров. В рамках внедрения были применены усовершенствованные первичные преобразователи, разработанные на основе проведенных теоретических, численных и экспериментальных исследований.

Современные тенденции в производстве метрологического оборудования направлены на снижение габаритов и повышение точности измерений. Это, в свою очередь, может приводить к необходимости установки электромагнитных расходомеров с условиях, не соответствующих требованиям по длине прямых участков трубопровода. Применение предложенных в диссертационном исследовании решений позволило минимизировать влияние гидродинамических возмущений, повысить стабильность работы ЭМР и снизить погрешность измерений, что особенно актуально для работы поверочных установок.

Внедрение данных результатов способствовало:

- совершенствованию конструкции первичных преобразователей, что улучшило условия измерения расхода жидкости;

- снижению гидравлических потерь при прохождении потока через измерительный участок;

- повышению метрологической надежности расходомеров, в том числе при их эксплуатации в поверочных установках в условиях ограниченного пространства.

Примененные технические решения были реализованы в конструкторской документации и внедрены в производство ООО «ЛогоМасс».

Настоящий акт составлен для подтверждения практического использования научных результатов в деятельности предприятия.