Browsing by Author "Matiko, Fedir"
Now showing 1 - 18 of 18
Results Per Page
Sort Options
Item Algorithm for calculating flowrate of fluid energy carrier for flowmeter based on standard long radius nozzle(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Лесовой, Леонід; Матіко, Федір; Майданович, Ірина; Lesovoy, Leonid; Matiko, Fedir; Maidanovych, Iryna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityРозроблено нове рівняння та алгоритм для безітераційного розрахунку витрат плинного енергоносія для витратоміра змінного перепаду тиску на основі еліпсного сопла. Це рівняння містить у неявному вигляді три вкладені ітераційні цикли обчислення витрат. За результатами порівняння значень витрат, отриманих за розробленим безітераційним алгоритмом, зі значеннями витрат, одержаними за стандартизованим ітераційним алгоритмом, встановлено, що запропонований безітераційний алгоритм забезпечує точність обчислення витрат, визначену вимогами стандарту ДСТУ ГОСТ 8.586.5:2009. Отже, запропоновані рівняння та алгоритм обчислення витрати можуть застосовуватись у витратомірах на основі стандартного еліпсного сопла як для технологічного, так і для комерційного обліку плинних енергоносіїв. Використання розробленого алгоритму дає можливість пришвидшити розрахунок витрати енергоносія за допомогою мікропроцесорних контролерів.Item Analysis of coke gas properties at operation of its metering systems(Lviv Polytechnic Publishing House, 2016) Dzhyhyrei, Viktor; Matiko, Fedir; Lviv Polytechnic National UniversityThe generalization and analysis of coke oven gas composition using the data of literary sources and coke enterprises are carried out in the paper. The range of pressure and temperature of coke gas during transportation is defined. The physical properties of coke gas (density, compressibility factor, adiabatic index, dynamic viscosity) that are the part of the equation of gas flowrate by method of variable differential pressure are investigated in the defined range of pressure and temperature. 25 gas mixtures with different composition were synthesized in order to make the analysis of dependency of physical properties versus pressure, temperature and composition of the mixtures. According to the results of the research the recommendations for the development of simplified methods for calculating the physical properties of coke oven gas are made.Item Computer-aided system for designing the thermal energy metering devices(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Матіко, Федір; Биць, Оксана; Лесовой, Леонід; Матіко, Галина; Matiko, Fedir; Byts, Oksana; Lesovoy, Leonid; Matiko, Halyna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityУ статті представлено розроблену систему автоматизованого проектування (САПР) засобів вимірювання кількості теплової енергії, у складі яких застосовують витратоміри зі стандартними звужувальними пристроями потоку. Розглянуто теоретичні засади для розроблення САПР, зокрема авторські алгоритми визначення кількості теплової енергії, повна математична модель витратоміра змінного перепаду тиску, реалізована із врахуванням обмежень стандартів ДСТУ ГОСТ 8.586.1-5:2009, методи IAPWS визначення властивостей води та водяної пари, авторська методика обчислення показника адіабати водяної пари, методика оцінювання невизначеності результату вимірювання кількості теплової енергії, запропоновані авторами нові підходи щодо автоматизованого проектування систем вимірювання кількості теплової енергії. Представлено основні характеристики підсистеми введення та перевірки коректності вхідних даних. Розглянуто реалізацію вікон САПР для введення характеристик засобів вимірювань тиску, перепаду тиску, температури, що входять до складу системи вимірювання кількості теплової енергії, а також вікна введення характеристик вимірювального трубопроводу витратоміра. Представлено основи авторської методики оцінювання невизначеності кількості теплової енергії, що реалізована в САПР. Розглянуто структуру протоколу проектування системи вимірювання кількості теплової енергії.Item Determining of volume of natural gas losses caused by damages of distribution networks(Lviv Polytechnic Publishing House, 2015) Dzhyhyrei, Viktor; Matiko, Fedir; Klymkovskyi, Dmytro; Lviv Polytechnic National UniversityThe algorithm of calculation of gas volume losses caused by damages of above-grounded pipelines is proposed in this paper. The mathematical model of natural gas movement in the pipeline is developed for the implementation of the algorithm. The model is used to determine the parameters of the gas flow at the leakage point. The equation for calculation gas flowrate through the holes in the pipeline wall is developed on the basis of the formula of Saint-Venant-Wentzel. The equation is valid for subcritical and critical regime of gas flow. The equation for determining discharge coefficient of the holes in the pipeline wall for gas pressure up to 1.2 MPa is proposed.Item Efficiency criterion of CFD-modelling for studying the ultrasonic flowmeters(Lviv Polytechnic Publishing House, 2016) Roman, Vitalii; Matiko, Fedir; Lviv Polytechnic National UniversityThe paper presents a efficiency criterion of CFD-modelling for the research of ultrasonic flowmeters. He is a relative error of reproduction of mass flow rate in the i-th section 3D layout measuring pipeline. The authors investigated the influence of this criterion of effectiveness various options CFD-modelling.Item Equation of Arithmetic Mean Deviation of Roughness Profile(Lviv Politechnic Publishing House, 2019-02-26) Лесовой, Леонід; Матіко, Федір; Чабан, Богдан; Lesovoy, Leonid; Matiko, Fedir; Chaban, Bohdan; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityДля підвищення точності вимірювання витрати газу за допомогою витратомірів змінного перепаду тиску необхідно застосувати залежності для визначення коефіцієнтів рівняння витрати газу, що забезпечать найменшу відносну сумарну розширену невизначеність розрахунку та збільшать точність вимірювання вхідних величин у реальному часі. Однією з таких величин є середнє арифметичне відхилення профілю шорсткості внутрішньої поверхні трубопроводу. Отримано рівняння для розрахунку середнього арифметичного відхилення профілю шорсткості внутрішньої поверхні труби в реальному часі. Отримано рівняння для розрахунку відносної сумарної розширеної невизначеності результату вимірювання середнього арифметичного відхилення профілю шорсткості внутрішньої поверхні трубопроводу в реальному часі та складників цієї невизначеності.Item Heat exchange between thermometer well and pipe wall in natural gas metering systems(Lviv Polytechnic National University, 2015) Fedoryshyn, Roman; Matiko, FedirThis paper deals with the accuracy of gas flow temperature measurement in natural gas metering systems. The effect of heat exchange between thermometer well and the pipe wall on the accuracy of gas flow temperature measurement is investigated. A mathematical model is proposed to calculate the additional systematic error of gas flow temperature measurement caused by heat exchange between thermometer well and the pipe wall. Calculation results were compared to the corresponding experimental values of this error. The maximum relative deviation of calculation results from experimental values does not exceed 6 %. The effect of gas flow temperature measurement error on the accuracy of gas flow rate and volume measurement is analyzed. Measures are proposed to minimize the additional systematic error of gas flow temperature measurement and to improve the accuracy of natural gas metering. Досліджено точність вимірювання температури потоку природного газу в системах його обліку. Виконано дослідження впливу теплообміну між гільзою термоперетворювача та стінкою трубопроводу на точність вимірювання температури потоку газу. Запропоновано математичну модель для розрахунку додаткової систематичної похибки вимірювання температури потоку газу, зумовленої теплообміном між гільзою термоперетворювача та стінкою трубопроводу. Виконано порівняння результатів розрахунку цієї похибки з відповідними експериментальними значеннями. Максимальне відносне відхилення результатів розрахунку від експериментальних значень не перевищує 6 %. Проаналізовано вплив похибки вимірювання температури потоку газу на точність вимірювання витрати та кількості газу. Запропоновано заходи для мінімізації додаткової систематичної похибки вимірювання температури потоку газу та для підвищення точності обліку природного газу.Item Hydrodynamic flow measurement error of ultrasonic flowmeters(Видавництво Львівської політехніки, 2017-12-23) Roman, Vitalii; Matiko, Fedir; Kovalchuk, Ivanna; Lviv Polytechnic National UniversityIn this work the essence of hydrodynamic flow measurement error of ultrasonic flowmeter (USM). The methods of eliminating this error are analyzed. One of these methods is considered in detail – optimization of the location schemes of chordal acoustic paths (APs) of USM. The optimization is performed on the basis of the analytical-empirical power law of the distribution of the velocity of the undistorted flow. As a result of the work, the authors calculated the optimal location of the APs for chordal schemes of two- and three-path USMs. It was established that optimization of the location schemes of APs chordal USM allows to reduce the hydrodynamic flow measurement error to a value of 0.05 %(for USMwith two hordal APs) and 0.1 %(for USMwith three chordal APs). The developed approach is convenient when designing multipath USM and their research in laboratory conditions.Item Investigation of Changes in Main Error of Rotary Gas Meters during Their Operation(Видавництво Львівської політехніки, 2023-02-28) Матіко, Федір; Пістун, Олег; Matiko, Fedir; Pistun, Oleh; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityУ цій роботі виконано дослідження зміни основної похибки роторних лічильників під час їх експлуатації на основі опрацювання результатів їх метрологічної перевірки. Розглянуто результати періодичної метрологічної перевірки роторних лічильників газу у лабораторіях чотирьох газорозподільних підприємств. За результатами опрацювання протоколів метрологічної перевірки підтверджено кореляцію похибки роторного лічильника газу з виміряним об’ємом газу. На основі опрацювання множини значень похибки лічильника та виміряного об’єму газу для кожного із перевірюваних значень витрати побудовано регресійні залежності похибки середньостатистичного лічильника від виміряного об’єму газу. Шляхом усереднення отриманих регресійних залежностей отримано узагальнену залежність систематичної похибки роторного лічильника газу типорозміру РГ-250 від виміряного об’єму газу. Отримані регресійні залежності дають можливість оцінити зміну основної похибки лічильників типорозміру РГ-250 за його виміряним об’ємом і, відповідно, прийняти рішення про виконання їх позачергової метрологічної перевірки. Це дає змогу своєчасно виявляти лічильники, які працюють із значною систематичною похибкою, а отже й усувати цю похибку.Item Investigation of turbulence parameters influence on results of CFD modeling of flow in ultrasonic flowmeter(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Роман, Віталій; Матіко, Федір; Костик, Ігор; Roman, Vitalii; Matiko, Fedir; Kostyk, Igor; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityВ статті досліджено вплив параметрів турбулентності CFD-пакету SolidWorks Flow Simulations на результати моделювання потоку в двоканальному ультразвуковому витратомірі. Встановлено, що основні параметри турбулентності SolidWorks Flow Simulations (інтенсивність турбулентності, довжина турбулентності, енергія турбулентності та дисипація турбулентності) незначно впливають на результат моделювання потоку у повністю заповненому трубопроводі круглого перерізу без введених додаткових турбулізуючих елементів (турбіна, ротор, інше). Зважаючи на це, під час CFD-моделювання процесу вимірювання витрати потоків за допомогою ультразвукових витратомірів рекомендовано застосовувати параметри турбулентності, встановлені в CFD-пакеті SolidWorks Flow Simulations за замовчуванням. При цьому час, який витрачається комп’ютером на виконання CFD-моделювання, майже не змінюється зі зміною зазначених параметрів турбулентності CFD-пакеті SolidWorks Flow Simulations.Item Investigation of ultrasonic flowmeter error in conditions of distortion of flow structure(Lviv Polytechnic Publishing House, 2015) Roman, Vitalii; Matiko, Fedir; Lviv Polytechnic National UniversityUltrasonic flowmeter error caused by distortion of flow structure has been investigated in this paper. Minimum number of acoustic chordal paths of multi-channel ultrasonic flowmeter was determined that ensures the error caused by distortion of flow structure less than the specified limits ±0.3 %. The authors used Salami velocity function as a model of distortion of flow structure. Acoustic path configurations of ultrasonic flowmeter were determined using classical numerical methods of integration of Gauss-Jacobi. The authors improved the flow rate equation of ultrasonic flowmeter by introduction of calibration coefficient that was determined using symmetric component of Salami function.Item Investigation of ultrasonic flowmeter error in distorted flow using two-peaks Salami functions(Видавництво Львівської політехніки, 2021-06-01) Матіко, Федір; Роман, Віталій; Матіко, Галина; Ялінський, Дмитро; Matiko, Fedir; Roman, Vitalii; Matiko, Halyna; Yalinskyi, Dmytro; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityНаведено результати досліджень додаткової похибки ультразвукових витратомірів (УЗВ), спричиненої спотворенням профілю швидкості потоку. Координати розташування хордових акустичних каналів (АК) обчислено для 1–6 АК за допомогою різних числових методів інтегрування: Гаусса (Гаусса – Лежандра, Гаусса – Якобі), Чебишева (рівновіддалене розміщення АК), методу Westinghouse, методу OWICS (Optimal Weighted Integration for Circular Sections). Це дало можливість реалізувати рівняння витрати багатоканального УЗВ та оцінити додаткову похибку УЗВ за різного розміщення АК. Значення середньої швидкості потоку вздовж кожного АК визначено розрахунково на основі профілю швидкості потоку в поперечному перерізі ВТ. Для обчислення профілю швидкості спотвореного потоку, сформованого типовими місцевими опорами, використано чотири двоядерні функції швидкості Саламі. За результатами дослідження додаткової похибки УЗВ в умовах спотвореного потоку розроблено рекомендації щодо вибору кількості акустичних каналів УЗВ та застосування методів визначення координат розташування акустичних каналів.Item Mathematical modeling and experimental study of impulse lines of flowmeters(Lviv Polytechnic Publishing House, 2015) Fedoryshyn, Roman; Matiko, Fedir; Kostyk, Ihor; Stefurak, Khrystyna; Lviv Polytechnic National UniversityMathematical model of an impulse line with a pressure transducer (PT) was built. This model provides the possibility to simulate and analyze the transient processes in an impulse line. Experimental studies of the step response curves of an impulse line with PT were carried out with application of a high-frequency analog-to-digital converter of the pressure signal in the PT chamber. The simulated step response curves were compared to the experimental ones. Maximum relative deviation of the simulated step response curves from the experimental ones is 6.3 %.Item Methodology for improving mathematical model of ultrasonic flowmeter to study its error at distorted flow structure(Lviv Polytechnic National University, 2015) Matiko, Fedir; Roman, Vitalii; Baitsar, RomanThe paper presents a methodology for improving mathematical model of ultrasonic flowmeter (USM) results through the application of CFD simulation along with experimental reference data on measured consumption. On the basis of the proposed methodology, USM errors research method in terms of distortion of the flow structure has been developed. Using the proposed methodology mathematical model of two-path chordal USM has been improved and its study in terms of distortion of the flow structure after seven types of fittings has been conducted. According to the research results, concrete recommendations on the location of the USM towards the considered fittings have been proposed. The proposed recommendations will improve the accuracy of flow measurement by two-path USM by eliminating additional error due to the presence of distortions in flow structure. Testing of the proposed technique proves its correctness and application for any type of USM and various types of fittings. Запропоновано методологію удосконалення математичної моделі ультразвукового витратоміра шляхом застосування результатів CFD-моделювання поряд із експериментальними еталонними даними про вимірювану витрату. На базі запропонованої методології розроблено методику дослідження похибки ультразвукового витратоміра в умовах спотворень структури потоку. Використовуючи запропоновану методологію, удосконалено математичну модель двоканального хордового ультразвукового витратоміра та виконано її дослідження в умовах спотворень структури потоку після семи типів місцевих опорів. За результатами досліджень запропоновано конкретні рекомендації щодо місця встановлення ультразвукових витратомірів відносно розглянутих місцевих опорів. Запропоновані рекомендації дають змогу підвищити точність вимірювання витрати двоканальними ультразвуковими витратомірами шляхом усунення додаткової похибки зумовленої наявністю спотворень структури потоку. Апробація запропонованої методики підтверджує її правильність і можливість застосування для будь-якого типу ультразвукових витратомірів та різного типу місцевих опорів.Item Reduction of hydrodynamic flow measurement error of chordal ultrasonic flowmeter(Lviv Politechnic Publishing House, 2017-11-10) Матіко, Федір; Роман, Віталій; Ковальчук, Іванна Іванівна; Matiko, Fedir; Roman, Vitalii; Kovalchuk, Ivanna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityДосліджено способи зменшення гідродинамічної похибки вимірювання витрати ультразвуковими витратомірами для розповсюджених схем розташування їхніх акустичних каналів. Детально розглянуто спосіб розрахунку оптимальних координат розташування акустичних каналів ультразвукових витратомірів з використанням аналітико-емпіричного степеневого закону розподілу швидкості неспотвореного потоку. За результатами роботи автори розрахували оптимальне розташування акустичних каналів для хордових схем дво- та триканальних ультразвукових витратомірів. Встановлено, що оптимізація схем розташування акустичних каналів хордових ультразвукових витратомірів дає змогу зменшити гідродинамічну похибку вимірювання витрати до значення 0,05 % (для двоканальних витратомірів) та 0,1 % (для триканальних). Розроблений підхід є зручним під час проектування багатоканальних ультразвукових витратомірів та їхнього дослідження в лабораторних умовах.Item Simplified method for calculation of the Joule–Thomson coefficient at natural gas flowrate measurement(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Pistun, Yevhen; Matiko, Fedir; Masnyak, OlehThis work deals with measurement of natural gas flowrate and volume by means of pressure differential devices. The existing methods for calculation of Joule-Thomson coefficient to be applied in pressure differential flowmeters are analyzed in the paper. A new method which uses a simplified set of parameters of gas composition, namely the density at standard conditions, the molar content of nitrogen and carbon dioxide, is developed by the authors. This method provides the possibility to calculate the Joule-Thomson coefficient within the pressure range from 0.1 MPa to 15.0 MPa and the temperature range from 250 K to 350 K. It was defined that for natural gas with density at standard conditions up to 0.75 kg/m3 and contents of nitrogen and carbon dioxide up to 5 % of each component, the relative error of the values derived according to the new developed method do not exceed 3.0 % in the specified ranges of temperature and pressure. The application of this method in calculators of flowrate and volume of natural gas will help to reduce the systematic error of flowrate and volume measurement caused by the distinction of gas temperature in the place of measurement downstream of primary device from gas temperature upstream of primary device. Подано аналіз існуючих методів розрахунку коефіцієнта Джоуля–Томсона, за результатами якого встановлено необхідність розроблення методу розрахунку на основі спрощеного набору параметрів складу газу. Представлено новий метод для розрахунку коефіцієнта Джоуля–Томсона у діапазоні абсолютного тиску газу від 0,1 МПа до 15 МПа та температури від 250 К до 350 К. Основне рівняння методу побудоване на основі принципу відповідних станів і описує залежність коефіцієнта Джоуля–Томсона від приведених температури та густини. Для обчислення приведеної густини газу запропоновано застосовувати розроблене авторами рівняння псевдокритичної густини природного газу. Виконано детальне тестування розробленого методу та встановлено, що для природних газів із густиною за стандартних умов rС£0,75 кг/м3 та вмістом азоту і вуглекислого газу до 5 % кожного, відносне відхилення значень методу від розрахункових значень коефіцієнта Джоуля–Томсона, отриманих за методом ISO 20765-1, не перевищує ±3,0% для вказаних діапазонів тиску та температури газу. Наведено приклади розрахунку систематичної похибки вимірювання витрати за допомогою витратоміра змінного перепаду тиску, зумовленої ефектом Джоуля–Томсона.Item Technique for Evaluating the Uncertainty of Enthalpy of Water and Steam for Thermal Energy Metering Systems(Lviv Politechnic Publishing House, 2018-02-26) Матіко, Федір; Слабик, Оксана; Лесовой, Леонід; Матіко, Галина; Matiko, Fedir; Slabyk, Oksana; Lesovoy, Leonid; Matiko, Halyna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityУ статті представлено аналіз існуючих методик розрахунку ентальпії води (водяної пари), за результатами якого визначено методики, які доцільно застосовувати для автоматизованого проектування систем обліку теплової енергії. Розроблено рівняння для розрахунку відносної розширеної невизначеності ентальпії води (водяної пари) із врахуванням методичної невизначеності обчислення ентальпії та невизначеностей результатів вимірювання температури та тиску води (водяної пари). Розроблено спрощені аналітичні залежності для обчислення відносних коефіцієнтів чутливості невизначеності ентальпії до невизначеності результатів вимірювання тиску та температури води. Ці залежності дають можливість обчислити значення коефіцієнтів чутливості для діапазону тиску від 0 до 5 МПа та температури від 300 до 550 K. Відносні відхилення значень коефіцієнтів чутливості, отриманих за спрощеними залежностями, від значень, отриманих за рівняннями Міжнародної організації властивостей води та водяної пари (IAPWS), у вказаних діапазонах тиску та температури становлять відповідно 0,48 % (для коефіцієнта чутливості невизначеності ентальпії до невизначеності тиску) і 0,56 % (для коефіцієнта чутливості невизначеності ентальпії до невизначеності температури). Розроблена спрощена методика оцінювання невизначеності ентальпії води (водяної пари) може бути застосована під час оцінювання метрологічних характеристик систем вимірювання кількості теплової енергії, а також для їх автоматизованого проектування.Item Techniques for natural gas physical properties definition for flow rate and volume metering systems(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2016) Matiko, Fedir; Matiko, Halyna; Roman, Vitalii; Stasiuk, Ivan; Lviv Polytechnic National UniversityThe results of researching the techniques for natural gas properties determination for flow rate and volume metering systems are presented in the paper. The necessity of developing techniques for calculating the isentropic exponent of natural gas for pressure up to 25 MPa based on a simplified set of parameters of gas composition is shown. New techniques are proposed to define isentropic exponent and dynamic viscosity based on designed analytical dependence for the calculation the pseudo-critical density of natural gas, regression equation for isentropic exponent and improved equation of Dean and Steal for calculating gas dynamic viscosity for high pressure. Techniques adequacy verification is carried out relative to the arrays of calculated values of adiabatic index and viscosity obtained from high-precise equations of gas state and relative to the experimental data of viscosity and sound speed in natural gas. The techniques errors and the range of their application are defined using the verification results. Подано результати дослідження методів визначення властивостей природного газу, необхідних для побудови систем вимірювання його витрати та кількості. Визначено необхідність розроблення методики розрахунку показника адіабати природного газу для тиску газу до 25 МПа на основі спрощеного набору параметрів складу газу. Розглянуто нові методики визначення показника адіабати та коефіцієнта динамічної в’язкості, що їх розробили автори на основі отриманої аналітичної залежності для розрахунку псевдокритичної густини природного газу, регресійного рівняння показника адіабати та удосконаленого рівняння Діна і Стила для розрахунку динамічної в’язкості природного газу за високого тиску. Перевірено адекватність методик щодо масивів розрахункових значень показника адіабати та в’язкості, отриманих на основі високоточних рівнянь стану газу, а також щодо експериментальних даних в’язкості та швидкості звуку у природному газі. За результатами перевірки визначено похибку методик та сферу їх застосування.