Sprawdzenie możliwości pomiaru kryzą mimośrodową strumienia medium dla małych liczb Reynoldsa

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_220/25

send Dariusz Kasprzak , Andrzej Mrowiec Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu, Wydział Politechniczny, Katedra Mechaniki i Budowy Maszyn, ul. Nowy Świat 4, 62-800 Kalisz

Download Article

Streszczenie

Węgiel to podstawowy surowiec energetyczny w Polsce. Od połowy ubiegłego wieku podejmowano próby spalania koloidalnych zawiesin pyłu węglowego w oleju napędowym lub opałowym. Ze względów ekonomicznych podjęto badania nad wykorzystaniem koloidalnych zawiesin wodno-węglowych CWL (Coal-Water Liquid), jako paliwa w energetyce ciepłowniczej. Pozwala to na obniżenie zawartości NOx i SOx bez konieczności inwestowania w drogie układy odsiarczania i odpylania, co jest atutem ekologicznym i ekonomicznym. Wymagane, ze względów technologicznych, układy pomiaru strumienia dostarczanego paliwa, powinny być tanie w eksploatacji, niezawodne oraz odporne na zanieczyszczenia. Warunki te mogą spełnić kryzy mimośrodowe lub segmentowe. W artykule przedstawiono stanowisko doświadczalno-pomiarowe, pozwalające na przeprowadzenie przepływowych badań wstępnych, kryz mimośrodowych z punktowym odbiorem ciśnienia różnicowego, przy małych liczbach Reynoldsa. Wyniki wykonanych pomiarów charakterystyk przepływowych oraz symulacji numerycznych przedstawiono w tabelach i na wykresach. Dla wybranej kryzy mimośrodowej wyznaczono wartość współczynnika przepływu C w funkcji liczby Reynoldsa. Przedstawione w artykule analizy dotyczą przepływu wody. Planowane są dalsze badania dla oleju hydraulicznego.

Słowa kluczowe

kryza mimośrodowa, liczba Reynoldsa, przetwornik różnicy ciśnienia, współczynnik przepływu

Analysis of the Possibilities of Measurement with Eccentric Orifice of Flow Medium for Small Reynolds Numbers

Abstract

The energy industry in Poland is mostly based on coal as an energy resource. Until the half of the previous century studies and attempts were made at burning coal dust-based suspensoids in gas oil and furnace oil, with positive results. For economic reasons, studies and attempts were made at using coal and water-based CWL (Coal-Water Liquid) suspensoids as fuel in the heating industry. Using this fuel leads to a reduction in NOx and SOx percentage without the need for an expensive desulphurization and dust extraction installation, which is a huge economic and ecological advantage. For technological reasons required are systems for measuring the flow of the injected fuel that are cheap in use, reliable and residue-resistant. These requirements can be met by segmental and eccentric orifices. In the article, presented was a research and measurement station which enables its users to conduct introductory flow measurements for eccentric orifices with point reception of differential pressure for small Reynolds numbers. The results of the flow characteristic measurements as well as of numerical simulations were presented in the form of tables and charts. For the selected eccentric orifice the C flow parameter in the Reynolds number function was determined. The analysis of the study results presented in the article refers to the flow of water. The next planned stage of the research will involve flow studies and measurements with the use of hydraulic oil as the medium.

Keywords

differential pressure sensor, eccentric orifice, flow factor, Reynolds number

Bibliography

  1. Bonfig K.W., Technische Durchflussmessung, Vulkan-Verlag, Essen 1977.
  2. Crabtree M.A., Industrial Flow Measurement, Master Thesis, University of Huddersfield, 2009.
  3. Fluent 6.1 User’s Guide, Fluent Inc., 2003.
  4. Goldstein R.J., Fluid Mechanics Measurements, Hemisphere Publishing Corp., 1983.
  5. Kabza Z., Pomiary strumieni płynów (przewodnik), Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Studia i monografie, Z. 90, Opole 1996.
  6. Kabza Z., Kostyrko K., Zator S., Łobozowski A., Szkolnikowski W., Regulacja mikroklimatu pomieszczenia, Agenda Wydawnicza PAK, Warszawa 2005.
  7. Kremlewski P.P., Raschodimiery i scetciki kolicestva vescestv, Izd. Politechnika, Sankt Petersburg 2002.
  8. Liptak B.G., Flow Measurement, Chilton Book Company, Radnor, Pennsylvania 1993, 85–86.
  9. Mrowiec A., Analiza numeryczno-doświadczalna rozkładu parametrów przepływu w kolanie pomiarowym, XIII Krajowa i IV Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Metrologia w Technikach Wytwarzania", Poznań-Żerków, 2009, 305–308.
  10. PN-M-42377. Pomiary strumienia płynu za pomocą zwężek pomiarowych. Wytyczne doboru dysz i kryz nie objętych ISO 5167-1.