Розробка установки для перевірки побутових лічильників газу

     При контролі лічильника перевіряється його функціонування на режимах, На першому запалюється один пальник газової плити і зменшується подача газу краном цього пальника до мінімальної витрати, на другому запалюються всі пальники газової плити.

     При випробуванні візуально встановлюється, чи ролики відлікового пристрою приладу обертаються рівномірно. Покази відлікового механізму повинні зростати, робота лічильника повинна проходити без сторонього шуму.

     Потім визначають відносне відхилення результатів  вимірювання об’єму, З цією метою залежності від типів лічильника, що перевіряється, визначають величину об’ємних витрат газу 2Qmin (дм³/год), при яких проводяться визначення відносного відхилення результатів вимірювань об’єму, а також об’єм газу який треба пропустити через контрольний лічильник Vк (дм³/год).

     Далі  встановлюють потрібне положення крану  газового пальника для забезпечення об’ємної витрати газу 2Qmin.

            (1.1.)

     де  - покази кінцеві контрольного лічильника , дм³.

      - покази початкові контрольного лічильника дм³

     Т - час, за який змінились покази від  до . До початкових показів контрольного лічильника додасться значення контрольного об'єму одержується кінцеве значення показів контрольного лічильника г   , при якому буде потрібно припинити вимірювання   при конкретній витраті газу. Значення вносять до протоколу.

     Відносне  відхилення, в процентах, результатів  вимірювань общему газу лічильником, що перевіряється , визначається за формулою;

            (1.2.)

     Границі відносного відхилення результатів  вимірювання об’єму газу лічильником, що перевіряється , встановлені даною  інструкцією   = ± 10 % ,

     Визначення  поправочного коефіцієнта здійснюється у випадках: коли лічильник по результатам повірки у відповідності із вимогами не допущений до застосування, або відносна похибка лічильника перевищує значення, регламентуєме класом точності, не більше чим у 4 рази.

     Після лічильннник газу має бути провірений з поправочним коефіцієнтом за формулою:

     V=V_л ^. (1+П),      (1.3)

     де  V_л - покази лічильника дм³ .                                                 

     П - поправочний коефіцієнт.

     Значення  поправочного коефіцієнта вноситься  в протокол повірки лічильника газу, що придатний до застосування з врахуванням поправки.

 

     

     1.4 Техніко-економічне обґрунтування необхідності розробки пристрою діагностування побутового газового лічильника

     Виходячи  з проведеного вище аналізу і  враховуючи, що в сучасних умовах України  необхідно заощаджувати усі види енергоносіїв, дуже актуальним і необхідним для впровадження є питання розробки газозаощаджувальних технологій і методик , які дозволяють економити і раціонально застосовувати всі види енергоносіїв одним з яких є газ. Одним із шляхів практичної реалізації може бути, дотримання на належному рівні метрологічних характеристик побутових лічильників. При цьому цей контроль повинен здійснюватись не періодично з інтервалом один раз в п’ять років, що передбачено діючим нормативно технічним документом на повірку побутових лічильників газу а значно частіше, наприклад, щорічно, - це  підтверджують результати діагностування, які ,виконанні науковцями Івано-Франківського державного технічного університету нафти і газу сумісно з спеціалістами ВАТ "Івано-Франківськгаз" [11]. Згідно досліджень метрологічні характеристики 25% побутових лічильників газу, що знаходяться в експлуатації, не відповідають діючим нормативно технічним документам.. ІДе вказує на наявність проблеми з оцінкою фактичних метрологічних характеристик побутових лічильників газу.

     Неохідно  розробити методику, яка би пов'язувала  реальну експлуатаційну точність побутових  лічильників газу з визначенням  експериментальним шляхом похибками  на фіксованих регламентованих "Інструкцією [8]" значеннях витрат. При цьому  реальна експутаційна точність побутових лічильників газу повинна кореллювати з фактичними екеплутаційними режимами побутових лічильників газу, тобто перш за все відображати, наприклад, середнє зважене значення витратних режимів побутових лічильників газу.

     Виходячи з цього задачами на дипломне проектування буде:

     - розробка теоретичних основ практичної  реалізації методики діагностики  побутових лічильників газу на  міці, експлуатації;

 

     

     -  розробка методики для діагностики побутових лічильників газу на місці експлуатації;

     - розробка принципової схеми практичної реалізації пристрою на базі розробленої методики діагностики.

     - проведення метрологічного аналізу розробленої методики діагностики;

     - розробка метрологічного забезпечення для практичної реалізації методики в умовах ВАТ “Івано-Франківськгаз”;

     -  конструювання окремих вузлів і пристроїв обладнання для технічної реалізації розробленої методики діагностики побутових лічильників газу в умовах ВАТ “Івано-франківськгаз”;

     -  розробка питань економічної ефективності доцільності запровадження розробленої методики діагностування;

     - аналіз з питань охорони праці і безпеки життєдіяльності., що стосується впровадження розробленої методики діагностування.

 

     

     3. МЕТРОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ  І МЕТРОЛОГІЧНЕ  ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ установки для повірки  ПОБУТОВИХ ЛІЧИЛЬНИКІВ ГАЗУ

     3.1. Розробка метрологічного забезпечення для атестації робочих еталонів

     Розрахунок  основних елементів і параметрів проводимо для дзвонової витратомірної  установки в якості еталонної  витратомірної установки виберемо дзвонову як таку, що характеризується достатньо високою точністю (границя основної допустимої похибки не перевищує ± 0.2%), як таку якає у ВАТ "Івано-Франківськгаз”.

     Розрахунок  контрольного об’єму V_к зразкової змінної ємкості виконаний, виходячи із значень коефіцієнта ефективності використання об’єму еталонної витратомірної установки К_еф [17].

     Вихідні дані: Q_M - максимальна витрата газу в установці;    Q_м = 0.01558 м³/с або56 м³/год;

     К_еф - коефіцієнт ефективності використання об’єму еталонної витратомірної установки приймаємо рівним: К_еф- 0.076 с^-1.

     Тому  значення контрольного об’єму еталонної  витратомірної установки буде становити:

             (3.1.)

     що  чисельно рівне 0.205 м³

     При розрахунку об’єму еталонної витратомірної  установки, припадаючого на перехідний процес буде виходити із умови, що амплітуда коливань тиску під дзвоном до моменту початку пропущення контрольного об’єму має зменшуватись по крайній мірі в два рази. Знайдемо час, необхідний для зменшення амплітуди коливань тиску під дзвоном в два рази за формулою:

            (3.2.)

     де  q - декремент загасання (рівний 0.5);

     n - коефіцієнт загасання. Згідно [ 17] приймаємo n= 1.38 с^-1.

     Тоді  t_n буде дорівнювати 1.14 с.:

     Визначимо об’єм еталонної витратомірної  установки, витісненого дзвоном за час t_n:

     V_n = Q_м ^. t_кл      (3.3)

     або V_n = 0.018 м³

     Об’єму  еталонної витратомірної установки, який прийшов при закритті клапана  досліджуваного приладу на максимальній витраті становить.

     V₃ = Q_м ^. t_кл       (3.4)

     де  t_кл - час закриття клапану.

     Для використаного в установці клапану індивідуального виготовлення t_кл=1.5 с Тоді:

     V₃= 0.016* 1.5 = 0.024 м³

     Загальний об’єм еталонної витратомірної  установки складається із суми вище розрахованих об’ємів V_к, V_н, V_з. Тому:

     V₀ =0.205+0.018+0.024=0.243  м³                                    (3.5)

     При розрахунку   діаметру дзвону виходим  із умови, що співвідношення

     діаметра  дзвону до його ходу рівне. По відомому об’єму еталонної витратомірної установки і співвідношенню Д/h=  1.05       знайдемо    діаметр дзвону еталонної витратомірної установки за формулою:

     Д =       (3.6.)

     що  чисельно беде становити Д=0.7 м.                                             

     Хід дзвону h визначаємо за формулою визначення об’єму циліндра

     H= 4V₀/ ПД²      (3.7)

     Тому                 h= 4* 0.243/3.14* 0.49 = 0.6 м.

     Загальна  висота дзвону складається з висоти, відповідаючій ходу h, участку постійного занурення h_n, різниці рівнянь запірної рідини в витіснювачі h_p:

     h_к=h+h_n+h_p                               (38)

     Приймаємj постійне занурення дзвона h_n=0.1 м при цьому, різниця рівнянь рідини (відповідає максимальному тиску під дзвоном 4000 Па):

     H_p = S_max/ S_B ^. g       (3.9)

     де  р_в - густина води, р_в =1000 кг/м³

     Згідно  (3.9) отримуємо h_p = 4000 /1000 * 9.81 = 0.41 м.

     Тоді:

     h_к = 0.6+0.1+0.41= 1.11м.                                   (3.10)

     Розрахунок  товщини стінок дзвону при таких  початкових даних:

     - максимальний тиск під дзвоном Р_тях (рівний 4000 Па);

     - діаметр дзвону Д (рівний 0.7 м);

     - допустима навантаження на розрив для нержавіючої сталі ІХ18Н9Т рівне [σ] = 550 МПа/м²;

     - коефіцієнт запасу надійності К (рівний 7).

     Товщину стінки знайдем з умови надійності дзвону на розрив[16]

          (3.11)

     Враховуючи  необхідність забезпечення заданого тиску  під дзвоном 4000 Па, а також необхідність забезпечення заданої жорсткості, приймаємо товщину стінки δ =4 мм.

     Розрахунок  товщини стінки витіснювача.

     Тиск, який діє на стінки витіснювача, складається  із гідростатичного тиску рідини P_{h мах} і тиску під дзвоном. Приймаючи висоту рівня води в витіснювачі h_y= 1.6 м, маємо:

     Р_{h max}  = gS_B ^.h_y          (3.12)