Energy Engineering and Control Systems
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/30424
Browse
6 results
Search Results
Item Design of Optimal Filter for Analog Signal(Lviv Politechnic Publishing House, 2018-02-26) Федоришин, Роман; Кльось, Святослав; Савицький, Володимир; Пістун, Євген; Волошин, Мирослав; Fedoryshyn, Roman; Klos, Sviatoslav; Savytskyi, Volodymyr; Pistun, Yevhen; Woloszyn, Miroslaw; Національний університет “Львівська політехніка”; Ґданська політехніка; Lviv Polytechnic National University; Gdansk University of TechnologyПредставлено методику розрахунку оптимального значення сталої часу фільтра аналогового сигналу на основі розробленого критерію оптимальності. Запропонований критерій враховує показник якості процесу фільтрування та динамічну похибку профільтрованого сигналу. Виконано експериментальне дослідження перехідних процесів у тепловому об’єкті з метою аналізу впливу параметрів фільтра на якість процесу фільтрування аналогового сигналу. Для отриманих експериментальних даних було розраховано оптимальне значення сталої часу фільтра на основі розробленої методики, що складається з восьми кроків. Здійснено порівняння експериментального перехідного процесу із профільтрованим процесом за допомогою фільтра з оптимальним значенням сталої часу. Застосування розробленої методики в автоматизованих системах вимірювання та керування забезпечить високу якість процесу фільтрування за незначної динамічної похибки профільтрованого сигналу.Item Mathematical Models of Throttle Elements of Gas-hydrodynamic Measuring Transducers(Lviv Politechnic Publishing House, 2019-02-26) Пістун, Євген; Матіко, Галина; Крих, Ганна; Pistun, Yevhen; Matiko, Halyna; Krykh, Hanna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityУ статті наведено витратні характеристики дросельних елементів, які застосовують у вимірювальних схемах перетворювачів параметрів плинних середовищ. Огляд охоплює широке коло досліджень характеристик нестискуваних та стискуваних, ньютонівських та неньютонівських середовищ в умовах ламінарного, перехідного та турбулентного режиму руху в каналах різного поперечного перерізу. Розглянуто рівняння, що застосовуються для макроскопічних потоків. Наведено теоретичні рівняння для розрахунку перепаду тиску під час руху середовищ у мікроканалах та зазначено умови та діапазон їхнього застосування. Розглянуто експериментальні результати дослідження коефіцієнтів тертя для стискуваних і нестискуваних середовищ в мікроканалах різних розмірів та форми, з гладкими і шорсткими поверхнями. Отримані результати можна застосовувати для комп’ютерного дослідження статичних і метрологічних характеристик газогідродинамічних вимірювальних перетворювачів конкретних фізико-механічних параметрів.Item Investigation of sensor for measurement of rotation angle of sensitive element in rotational paper pulp consistometer(Lviv Politechnic Publishing House, 2017-11-10) Пістун, Євген; Кріль, Богдан; Романюк, Олександр; Кріль, Олександр; Pistun, Yevhen; Kril, Bohdan; Romaniuk, Oleksandr; Kril, Oleksandr; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityРозглянуто результати теоретичного та експериментального дослідження оптичного давача для вимірювання кута повороту чутливого елемента ротаційного концентратоміра паперової пульпи. Стверджено, що для ротаційних концентратомірів має застосовуватись спеціалізований пристрій з двох дисків максимально можливого діаметра з прорізами по колу, а для зменшення середньоквадратичного відхилення результатів окремих вимірювань доцільно застосувати ще одну оптопару для фіксації початку оброблення сигналу. Весь цикл вимірювання кута повороту чутливого елемента проводиться за фіксовану кількість повних обертів основного вала приладу. Результати дослідження можна використати під час розроблення ротаційних концентратомірів паперової пульпи за схемами з компенсацією моменту в’язкісного тертя та за схемами з прямим вимірюванням моменту в’язкісного тертя за кутом повороту чутливого елемента.Item Calculation of expansibility factor of gas at its flow through an orifice plate with flange pressure tappings(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2016) Pistun, Yevhen; Lesovoy, Leonid; Lviv Polytechnic National UniversityThe values of expansibility factor of gas were defined more accurately based on the values obtained by Seidl in CEESI using the equation of mass flowrate and on the basis of experimental data (differential pressure across the orifice plate, mass flowrate, absolute static pressure and temperature of air) for orifice plates with flange pressure tappings and diameter ratios of 0.242, 0.363, 0.484, 0.5445, 0.6655, 0.728 and pipe internal diameter of 52.48 mm (2.066 in.). When obtaining the values of expansibility factor of gas, the Stolz equation was used by Seidl to calculate the discharge coefficient for Reynolds numbers equal to infinity. New values of expansibility factor of gas are defined more accurately by us with taking into account the Reader-Harris/Gallagher equation for calculating the discharge coefficient for the actual Reynolds numbers of gas in the pipe. Based on these new more accurate data a new equation for calculating the expansibility factor of gas for orifice plate with flange pressure tappings is developed. The comparison and analysis of the expansibility factor calculated according to the equation given in ISO 5167:2-2003 and according to the new developed equation is presented in the paper. The equation in ISO 5167:2-2003 for computing the gas expansibility factor is developed for all three types of pressure tappings arrangement. In this case the scattering of discharge coefficient values being applied for deriving the expansibility factor equation is large for the same set of input data. It is shown that the shortcomings mentioned above are eliminated in the new equation and the standard deviation of the expansibility factor calculated according to the new equation from the new accurate experimental values is smaller. New formula for calculating the relative expanded uncertainty of expansibility factor for orifice plate with flange pressure tappings is also presented in the paper. Наведено уточнені значення коефіцієнта розширення газу на основі значень, що їх отримав Давид Зейдль у Колорадському інженерно-експериментальному центрі (CEESI) із застосуванням рівняння масової витрати газу для діафрагми з фланцевим способом відбору тиску, і значень відносного діаметра отвору діафрагми від 0,242 до 0,728 для значення внутрішнього діаметра трубопроводу 52,48 мм (2,066 дюйма). Під час отримання значень коефіцієнта розширення Зейдль застосував рівняння коефіцієнта витікання Штольца для значення числа Рейнольдса рівного нескінченності. Автори уточнили значення коефіцієнта розширення газу, застосовуючи нове рівняння коефіцієнта витікання Рідера-Харіса/Галахера для реальних значень числа Рейнольдса. На базі уточнених значень коефіцієнта розширення газу автори розробили нове рівняння для його розрахунку, що зменшило максимальне відхилення значення коефіцієнта розширення газу відносно рівняння, яке застосовується в ISO 5167-2:2003. Автори також розробили нове рівняння для розрахунку відносної розширеної невизначеності коефіцієнта розширення повітря, яке також наведено у статті.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 Gas-dynamic analyzer of nitrogen-hydrogen mixture for industrial application(Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2015) Matiko, Halyna; Pistun, YevhenMathematical model of gas-dynamic analyzer of nitrogen-hydrogen mixture built on bridge throttle scheme using laminar-turbulent and turbulent-laminar throttle dividers is developed in the paper. The developed analyzer has twice higher sensitivity than any of these dividers. The authors developed the algorithms for calculation the constructive parameters of gas-dynamic analyzer of nitrogen-hydrogen mixture to provide optimal sensitivity of the throttle bridge scheme. The types of throttle elements have been selected, their dimensions have been calculated, technical means for realization of gas analyzer scheme have been proposed. The authors developed a principal scheme of the gas analyzer of nitrogen-hydrogen mixture and calculated its static characteristic. The influence of uninformative parameters such as temperature and pressure of nitrogen-hydrogen mixture on output signal of analyzer is analyzed and measures for their stabilization are proposed. The authors also proposed tasks for the experimental investigation of the developed gas-dynamic analyzer. Розроблено математичну модель газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші на базі мостової дросельної схеми із ламінарно-турбулентним та турбулентно-ламінарним подільниками. Встановлено, що чутливість такого аналізатора є вдвічі вищою, аніж під час застосування будь-якого одного з цих подільників. Розроблено алгоритми для розрахунку конструктивних параметрів оптимального за чутливістю газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші, виконаного на базі мостової дросельної схеми. Вибрано типи дросельних елементів мостової схеми та розраховано їх конструктивні розміри та запропоновано технічні засоби для реалізації схеми газоаналізатора. Запропоновано принципову схему газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші на мостовій дросельній схемі та наведено його розрахункову статичну характеристику. Проаналізовано вплив неінформативних параметрів, а саме температури і тиску азотоводневої суміші на вихідний сигнал газодинамічного аналізатора та запропоновано заходи щодо їх стабілізації. Сформульовано завдання для експериментального дослідження розробленого газодинамічного аналізатора складу азотоводневої суміші.