Computer-aided system for designing the thermal energy metering devices

Abstract

У 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.

The paper presents the developed computer-aided design (CAD) system of thermal energy metering devices, which includes flowmeters with standard primary devices. Theoretical bases for CAD developing are considered, in particular, algorithms for determining the thermal energy amount that are developed by the authors, complete mathematical model of differential pressure flowmeter, realized by taking into account the limitations of standards DSTU GOST 8.586.1-5:2009, IAPWS methods for determining water and steam properties, a method for calculating the isentropic exponent of steam, a method for estimating the uncertainty of measurement result of thermal energy amount, developed by the authors, as well as new approaches to the computer-aided design of thermal energy metering systems proposed by the authors. The main characteristics of subsystem for entering and validating the input data are presented. The CAD dialog box for entering the characteristics of measuring instruments of pressure, differential pressure, temperature, which are the components of thermal energy metering system, as well as the dialog box for entering the characteristics of measuring pipe. The basics of the developed technique for estimating the uncertainty of thermal energy amount that is implemented in CAD are presented. The structure of protocol of designing a thermal energy metering system is considered.