T. 329, №5 , 2018 г.

Зависимость прогиба чувствительного элемента датчика измерения давления в трубопроводе

Актуальность исследования обусловлена необходимостью увеличения ресурса работы датчиков давления при эксплуатации технологических (нефте', газо') трубопроводов. В настоящее время все предприятия транспортировки нефтепродуктов при разработке технологических процессов применяют различные виды средств измерения параметров продукта и трубопровода, что позволяет в полной мере создавать автоматизированное производство. При проектировании таких производств большое внимание уделяется выбору датчиков с целью получения достоверных по точностным характеристикам данных и продления их срока службы, связанного с надежной эксплуатацией конструкций и агрегатов трубы, на которой они установлены. При этом необходимо учитывать влияние параметров трубы и перекачиваемой жидкости на динамику чувствительного элемента датчика, так как это позволит обеспечить не только необходимую точность, но и повысит надежность конструкции “датчик давления - трубопровод» и, как следствие, надежность системы в целом. Поломка оборудования или неверная диагностика может привести к остановке процесса перекачивания нефтепродуктов и, как следствие, к более серьезным экономическим и экологическим проблемам. Таким образом, задача исследования адекватной математической модели, связывающей динамику чувствительного элемента датчика давления и параметры нефтепровода, в настоящее время является актуальной. Цель исследования: определить влияние параметров нефтепровода, перекачиваемой жидкости, а также давления в трубе на прогиб чувствительного элемента датчика давления, расположенного на боковой стенке трубы. Объект: математическая модель взаимодействия трубопровода перекачки жидкости и датчика давления при его расположении на боковой стенке трубы Методы: имитационное моделирование, анализ и оценка влияния параметров трубопровода и перекачиваемой жидкости на прогиб чувствительного элемента датчика. Результаты. Исследование влияния параметров транспортируемой жидкости и датчика давления на изменение прогиба чувствительного элемента рассматриваемого прибора показало, что при выборе датчиков давления необходимо учитывать такие параметры датчика, как коэффициент Пуассона и толщина чувствительно элемента. Также установлено, что наибольшее влияние на прогиб чувствительного элемента датчика оказывает плотность перекачиваемой жидкости. С использованием имитационного приложения Simulink программы MatLab был исследован наиболее распространенный датчик давления DMD 331-A-S-AX. Установлено, что при повышении измеряемого давления в трубе амплитуда колебания чувствительного элемента составляет 3,5 мм и время колебания 180 секунд при максимально допустимом давлении 9,8 МПа. При увеличении давления процесс становится расходящимся, что сигнализирует о порыве мембраны.

Ключевые слова:

математические модели, датчики давления, трубопроводы, параметры трубопроводов, имитационное моделирование, чувствительные элементы датчиков, коэффициент Пуассона, мембраны, толщина, плотность жидкостей, электронный ресурс, труды учёных ТПУ

Авторы:

Мамонова Татьяна Егоровна

Сидорова Анастасия Александровна

Скачать PDF