CC BY
118
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х_
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК: 621.892:665.765
Аршинский Максим Иннокентьевич
магистрант института недропользования Иркутский национальный исследовательский технический университет,
г. Иркутск, Российская Федерация
ОСВОЕНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ ПРОИЗВОДСТВА АО «АНХК» ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
Аннотация
В работе рассмотрены современные методы контроля качества моторных масел по эксплуатационным характеристикам, получены результаты испытаний моторных масел производства АО «АНХК». Результаты проведенной работы позволяют сделать вывод о том, что моторные масла марки «Роснефть», выпускаемые в АО «АНХК» способны сохранять свои эксплуатационные свойства длительное время.
Ключевые слова
Моторное масло, эксплуатационные свойства, динамическая вязкость, высокотемпературная вязкость,
вискозиметр, синтетические компоненты
С развитием техники и транспортных средств непрерывно увеличивается объём производства и улучшается качество смазочных масел. В результате повышения жесткости рабочих условий, увеличения скорости и мощности механических устройств, подлежащих смазке, повышаются требования к качеству масел различного назначения [1].
Моторное масло - важный элемент в эксплуатации двигателя. Взаимное соответствие конструкции двигателя, условий его эксплуатации и свойств масла - одно из важнейших условий достижений высокой надежности двигателей.
Внушительный поток импортных автомобилей, хлынувший в Россию, обострил проблему выбора эксплуатационных материалов. Встала необходимость выпускать всесезонные моторные масла, отвечающие международным стандартам. В большинстве развитых стран мира общепринятой служит классификация моторных масел по вязкости, установленная SAE (обществом автомобильных инженеров) [4].
Область применения моторных масел определяется их эксплуатационными свойствами. Наиболее распространенной классификацией по эксплуатационным свойствам и областям применения моторных масел является классификация API (Американский институт нефти), согласно которой все моторные масла делятся на две группы для бензиновых и дизельных двигателей [7].
В АО «АНХК» с 2005 г. освоен выпуск универсальных, всесезонных фирменных моторных масел марки «Роснефть» 23 наименований. В связи с этим возникла необходимость в контроле качества, ранее не определяемых эксплуатационных характеристик данных масел с использованием методов, соответствующих международным стандартам. С этой целью было куплено оборудование и основной задачей стало проведение работ по освоению новых методов контроля качества, для подтверждения соответствия выпускаемых универсальных масел требованиям мирового уровня.
Наличие аналитической базы позволило с высокой точностью определять динамические вязкости на имитаторе холодной прокрутки (CCS) ASTM D 5293, минироторном вискозиметре (MRV) ASTM D 4684, высокотемпературную вязкость на коническом имитаторе подшипника (TBS) ASTM D 4683.
В данной работе рассмотрены: вязкостно-температурные характеристики, обеспечивающие холодный пуск; прокачиваемость и проворачиваемость масла при холодном пуске; надежность смазывания в экстремальных условиях при высоких нагрузках и температурах; значение этих характеристик для надежной работы двигателей. Описаны методы их определения. Оценены метрологические характеристики.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х_
Физико-механические свойства масел, определяющие легкость и быстроту запуска двигателей при низкой температуре и обеспечивающие их наименьший износ, характеризуют пусковые свойства масел [5]. Условия запуска двигателей на холоде определяют ряд требований к их эксплуатационным свойствам:
- уменьшение момента сопротивления проворачиванию коленчатого вала в начале пуска;
- получение минимального числа оборотов коленчатого вала, необходимого для воспламенения горючей смеси;
- подача масла в нужном количестве самотеком к маслопомпе и принудительно ко всем трущимся деталям;
- снижение пусковых износов двигателей.
Смазочные масла при низких температурах могут значительно изменять свое физическое состояние. Для большинства масел характерно застывание с образованием кристаллов, растворенных в них парафинов. Современные моторные масла являются всесезонными и содержат в своем составе высокомолекулярные полимеры, что приводит к аномалии вязкости при отрицательных температурах [2].
Ясно, что замедленное поступление в цилиндрово-поршневую группу масла вследствие его высокой вязкости при температуре запуска двигателя должно повлечь повышение износов деталей этой группы. Так, при работе на непрогретом двигателе, в результате неполного сгорания топлива происходит попадание продуктов неполного сгорания в картер с последующим окислением и загрязнением масла. В результате этого в условиях конденсации влаги в картере двигателя может значительно повышаться образование низкотемпературных отложений (шлама) [8].
В зависимости от типа и особенностей конструкции двигателя, типа и мощности пускового устройства и условий, при которых осуществляется запуск, при работе непрогретого двигателя могут создаваться условия, способствующие возникновению неисправностей двигателя, влияющие на износ его основных деталей.
При высоких температурах масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями и необходимое давление в системе [6]. Влияние химического состава масла особенно проявляется при граничном режиме трения и определяется адсорбционной и химической активностью смазывающего масла. Так как при больших нагрузках масло не полностью разделяет детали, и они контактируют друг с другом, что приводит разрушению - задирам. Масла оптимального химического состава должны содержать углеводороды и гетероатомные соединения в таких соотношениях, которые обеспечивали бы свойства масел, отвечающие требованиям эксплуатации. Структура молекулы также является определяющей ряда эксплуатационных свойств. Макромолекулы полимеров загущающих присадок представляют собой «клубки», «набухающие» при нагревании, что сохраняет достаточную вязкость при высокой температуре.
В России до сих пор не сложилась система разработки новых методов испытаний и производства испытательного оборудования [3]. В то же время модернизация испытательного оборудования и внедрение методов испытаний являются фундаментом системы допусков и контроля качества всех видов топлив и масел. Это набор сложнейших лабораторных методов, а также испытательных тестов на двигателях, которые оценивают работоспособность топлив и масел и возможность их использования в современных или перспективных автомобилях для выполнения самых жестких требований по экономичности, экологичности и надежности.
ASTM D 4684 - метод стандартных испытаний по определению предела текучести и кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре [9]. Миниротационный вискозиметр - вискозиметр MRV характерен низкой скоростью сдвига при измерении. Важной его особенностью является малая скорость охлаждения пробы масла. Проба масла подвергается предварительной термической обработке, которая включает нагрев, медленное охлаждение и выдержку при заданной температуре. Для измерения предела текучести к оси ротора прикладывается небольшой вращающий момент. Затем прикладывается высокий вращающий момент, чтобы измерить кажущуюся вязкость образца. Вискозиметр MRV измеряет критическое напряжение сдвига, представляющее собой минимальное напряжение, при котором начинается течение жидкости. Измерение критической вязкости происходит при скорости сдвига от 1 до 50 сек-1 .
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х_
Измерения в MRV характеризуют прокачиваемость масла. Цикл охлаждения MRV по ASTM D 4684 разработан для прогнозирования низкотемпературной прокачиваемости моторных масел в условиях эксплуатации.
Вязкость определяется следующим уравнением при использовании константы ячейки:
n=Ct-3/r, (1)
где: Па - кажущаяся вязкость, мПас (сП);
С - константа ячейки;
t - время для числа r полных оборотов ротора;
r - число оборотов.
Данный прибор имеет программное обеспечение с автоматическим расчетом и оформлением протоколов испытания.
На данном оборудовании была проведена серия испытаний моторных масел марки «Роснефть» при
V
(X - х )2
, П -1
определенных отрицательных температурах. При этом была оценена повторяемость (г = ----100)
X
полученных значений прокачиваемости, выраженная в процентах отклонения от среднего результата определения. Сравнение нормированных значений повторяемостей, приведенных в ASTM D 4684 с полученными экспериментально приведены в таблице 3.
Таблица 3
Сравнение экспериментальных значений г с нормированными значениями по ASTM D 4684
Марка масла Температура испытания, оС Результат определения xi. Результат испытания X , мПас Норматив r, по ASTM D 4684, % Значение r, полученное экспериментально, %
SAE 20W-40 SF/CC Минус 20 xi=10348 Х2=10344 Х3=10243 Х4=10133 Х5=10104 Х6=10160 Х7=10232 Х8=9914 Х9=10227 х =10155 7,3 1,3
SAE 15W-40 SF/CC Минус 25 Х1=27587 Х2=26889 Х3=27172 Х4=26707 Х5=26945 Хб=26668 Х7=26969 Х8=26140 Х9=27060 X =26900 11,7 1,5
SAE 10W-40 SG/CD Минус 30 Х1=26571 Х2=27138 Х3=26642 Х4=26435 Х5=26963 Х6=26910 Х7=26505 Х8=27100 Х9=26856 X =26791 9,3 1,0
SAE 5W-40 SG/CD Минус 35 Х1=38311 Х2=39102 Х3=38154 Х4=38704 13,2 1,1
Марка масла Температура испытания, оС Результат определения xi. Результат испытания X , мПас Норматив г, по ASTM D 4684, % Значение г, полученное экспериментально, %
Х5=38932 Х6=38048 Х7=38851 Х8=38253 Х9=37995 X =38483
Как видно из таблицы 3, значения повторяемости, полученные в результате экспериментов, не превышают заданных международным стандартом, что позволяет сделать вывод об отсутствии систематических погрешностей и достоверности получаемых результатов испытаний.
В таблице 4 приведены результаты испытаний моторных масел марки «Роснефть» по ASTM D 4684, полученные за время производства их в АО «АНХК».
Таблица 4
Результаты, полученные на вискозиметре MRV по ASTM D 4684 для моторных масел марки «Роснефть»
Марка масла Вязкость динамическая на MRV, мПас
Норма* при температуре, оС Факт
Минимальная Максимальная
SAE 5W-30 SF/CC 60000 при -35 41810 46350
SAE 10W-30 SF/CC 60000 при -30 32240 36130
SAE 10W-40 SF/CC 60000 при -30 54650** 54650**
SAE 15W-40 SF/CC 60000 при -25 26710 28200
SAE 20W-40 SF/CC 60000 при -20 10160 14300
SAE 5W-40 SG/CD 60000 при -35 38480 58200
SAE 10W-30 SG/CD 60000 при -30 32450 36840
SAE 10W-40 SG/CD 60000 при -30 26790 27860
SAE 15W-40 SG/CD 60000 при -25 27740 28200
SAE 20W-40 SG/CD 60000 при -20 13700 18300
SAE 5W-40 SM/CF 60000 при -35 29700 34700
* - Требование спецификаций ACEA;
** - Результаты испытаний приведены для лабораторного образца.
ASTM D 5293 - метод стандартных испытаний по определению кажущейся вязкости моторных масел при температурах от -5 до -35оС, используя имитатор проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя [10]. Имитатор холодного пуска вискозиметр CCS измеряет характерную вязкость в пределах от 500 до 200000 сП. Вискозиметр CCS дает исключительно хорошее соответствие с результатами, получаемыми при холодной прокрутки двигателя.
Были проанализированы стандартные образцы с известной вязкостью, при этом полученные значения не превышали допустимого предела ±5 %. С помощью имеющихся калибровочных кривых можно достоверно оценивать вязкости исследуемых образцов. Оценка метрологических характеристик определения вязкости CCS по ASTM D 5293 была проведена для моторных масел SAE 5W-40, SAE 10W-40, SAE 10W-30, SAE 15W-40, SAE 20W-40 при -30°С, -25°С, -25°С, -20°С, -15°С, соответственно. Она показала, что повторяемость результатов определения колеблется от 0,26 до 1,5%. При этом проба каждой марки масла была проанализирована не менее 10 раз (таблица 5).
Таблица 5
Сравнение экспериментальных значений масла SAE 10W-40
Марка масла Температура испытания, оС Результат определения xi. Результат испытания X , мПас Норматив г, по ASTM D 5293, % Значение г, полученное экспериментально, %
SAE 10W-40 SG/CD Минус 25 Х1=3985 Х2=4005 Х3=4085 Х4=3952 X5=3958 2,6 1,0
Х6=4021 X7=4035 xs=3973 X9=4027 xio=3968
X =4001
Результаты испытаний моторных масел марки «Роснефть» приведены в таблице 6.
Таблица 6
Результаты, полученные на вискозиметре CCS по ASTM D 5293 для моторных масел марки «Роснефть»
Марка масла Вязкость динамическая на CCS, мПас
Норма* при температуре, оС Факт
Минимальная Максимальная
SAE 5W-30 SF/CC 6600 при -30 4420 5000
SAE 10W-30 SF/CC 7000 при -25 5700 6500
SAE 10W-40 SF/CC 7000 при -25 4170** 4170**
SAE 15W-40 SF/CC 7000 при -20 4740 5160
SAE 20W-40 SF/CC 9500 при -15 2800 3110
SAE 5W-40 SG/CD 6600 при -30 4480 4960
SAE 10W-30 SG/CD 7000 при -25 5550 6300
SAE 10W-40 SG/CD 7000 при -25 3540 4220
SAE 15W-40 SG/CD 7000 при -20 4800 5310
SAE 5W-40 SM/CF 6600 при -30 5100 5960
* - Требование спецификаций ACEA
** - Результаты испытаний приведены для лабораторного образца.
Полученные результаты не превышают значений приведенных в ASTM D 5293 (2,6%), что свидетельствует о точности данного метода и отсутствии систематических погрешностей.
В качестве базовых масел в АО «АНХК» используют высококипящие дистиллятные и остаточные фракции различной вязкости, а так же синтетические продукты. Проведен ряд испытаний по определению зависимости пусковых свойств от состава масла (таблица 7).
Таблица 7
Зависимости пусковых свойств от состава масла
Марка масла Состав базового масла Вязкость кажущаяся CCS при минус 30оС, мПас Вязкость кажущаяся MRV при минус 35оС, мПас
норма факт норма факт
SAE 5W-30 SF/CC До 30 % синтетических продуктов (ЫЕХВАБЕ) 4420 41810
РАО-4 3720 23670
SAE 5W-40 SG/CD До 30 % синтетических продуктов (ЫЕХВАБЕ) Не более 4480 Не более 38480
РАО-4 6600 4140 60000 35320
SAE 5W-40 SM/CF 35-37 % синтетических продуктов (ШХВАБЕ) 5100 29700
РАО-4 4960 29010
Пусковые свойства зависят от состава масла. Синтетические компоненты улучшают низкотемпературные свойства и не оказывают отрицательного влияния на высокотемпературные.
По химическому составу нефтяные масла представляют собой смесь углеводородов молекулярной массой 300-750 содержащих в составе молекул 20-60 атомов углерода. Наличие изопарафиновых, нафтено-парафиновых, моно- и бициклических ароматических углеводородов с длинными боковыми цепями, обеспечивают оптимальное сочетание эксплутационных свойств и хорошую стабильность в процессе эксплуатации.
Синтетические компоненты - это продукты гидрокрекинга, имеющие большое количество изоструктур и маленькое содержание ароматики, которые улучшают низкотемпературные свойства и не оказывают
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х_
отрицательного влияния на высокотемпературные. Введение в состав рецептуры приготовления синтетических продуктов повышает эксплуатационные свойства масел.
ASTM D 4683 - метод стандартных измерений вязкости при высокой скорости сдвига и высокой температуре на имитаторе подшипника с коническим вкладышем [11]. Вискозиметр TBS имитирующий систему конического подшипника обеспечивает точное измерение реологических свойств смазочных жидкостей в диапазоне температур не менее чем от 100°С до 150°С, и в консервативно оцененном диапазоне градиента скорости сдвига сто тысяч (100000; или Ы05) к семи с половиной миллионов (7500000; или 7,5^ 106) взаимных секунд. Создан для определения эксплуатационных свойств моторных масел в опорном подшипнике скольжения. При помощи регулирования отношения статора и ротора можно изменить норму градиента скорости сдвига. Помогает предсказать поведение как однородных, так и многокомпонентных моторных масел (позволяет улучшать жидкостные характеристики и индекс вязкости, при работе подшипников или колец и цилиндра). Решает проблему взаимозависимости вязкости моторного масла с толщиной пленки смазочного масла на подшипнике и коэффициентом полезного действия топлива в работающих двигателях. Позволяет проводить анализ масел с вязкостью более чем 30 сП.
Принцип, который позволяет производить замер градиента скорости сдвига и изменять ее в процессе работы, заключается в изменяемой геометрии зазора, что в свою очередь требует точного совпадения угла статора и ротора. Ротор показывает отклик реактивно крутящего момента, когда он сталкивается с сопротивлением вязкой среды масла, которым заполнен зазор между статором и ротором. Данный отклик изображается на измерителе крутящего момента, встроенного в консоль панели управления и записывается в график на ленте самописца. Зазор между статором и ротором устанавливается при помощи специальных калибровочных масел и неньютоновских эталонных жидкостей или с использованием уклона калибра комплекта ротор - статор и высоты ротора.
Выполняется линейно-регрессионный анализ. Динамическая вязкость (V) рассчитывается по следующему уравнению:
V=(^K , (2)
где: Т - вращающий момент для образца при определенной скорости;
b - отрезок, отсекаемый линией регрессии на координатной оси;
S - заданная скорость;
К - вязкость эталонного масла.
В качестве эталонной проверки работы прибора используется стандартный образец, вязкость которого не должна изменяться на ±0,05 мПас.
Норматив повторяемости, приведенный в ASTM D 4683 равен 2,3 %. Повторяемость, же полученная в условиях лаборатории с использованием моторных масел, произведенных в АО «АНХК» на данном оборудовании не превышает 1,7 %, что свидетельствует об отсутствии систематических погрешностей и достоверности получаемых результатов испытаний. таблице 8.
Таблица 8
Сравнение экспериментальных значений повторяемости г с нормированными значениями по ASTM D 4683
Марка масла Результат определения xi. Норматив г, по ASTM Значение г,
Результат испытания X , D 4683, % полученное экспериментально, %
мПас
Х1=3,25
Х2=3,37
Х3=3,26
Х4=3,35
X5=3,24
SAE 10W-40 X6=3,39 2,3 1,7
SG/CD X7=3,28 X8=3,36 X9=3,29 хю=3,27 X =3,30
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х_
Полученные результаты не превышают значений приведенных в ASTM D 4683, что свидетельствует о точности данного метода и отсутствии систематических погрешностей.
Таблица 9
Результаты, полученные на вискозиметре TBS по ASTM D 4683 для моторных масел марки «Роснефть»
Марка масла Вязкость динамическая на TBS, мПас
Норма* Факт
Минимальная Максимальная
SAE 5W-30 SF/CC 2,9 2,9 3,1
SAE 10W-30 SF/CC 2,9 3,0 3,3
SAE 10W-40 SF/CC 2,9 2 9** 2 9**
SAE 15W-40 SF/CC 3,7 3,7 4,0
SAE 20W-40 SF/CC 3,7 3,8 3,9
SAE 5W-40 SG/CD 2,9 2,9 3,1
SAE 10W-30 SG/CD 2,9 2,9 3,1
SAE 10W-40 SG/CD 2,9 3,2 3,5
SAE 15W-40 SG/CD 3,7 3,7 3,9
SAE 5W-40SM/CF 2,9 2,9 2,9
* - Требование спецификаций ACEA
** - Результаты испытаний приведены для лабораторного образца.
Выводы
1. На сегодняшний день в АО «АНХК» завершена работа по внедрению и освоению методов определения кажущихся вязкостей моторных масел, влияющих на прокачиваемость масла по маслопроводам, проворачиваемость коленчатого вала непрогретого двигателя, а так же на работу двигателя при высоких температурах и нагрузках по международным стандартам: ASTM D 5293, ASTM D 4684, ASTM D 4683, позволяющих с необходимой точностью анализировать масла, заявленные как аналоги импортных. Проведена оценка методов по ГОСТ Р ИСО 5725-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».
2. С помощью освоенных методов проведена оценка эксплуатационных свойств моторных масел марки «Роснефть», которая показала соответствие данных моторных масел, выпускаемых в АО «АНХК» международным требованиям и спецификациям ACEA (ассоциация европейских изготовителей автомобилей).
3. Полученные результаты по ASTM D 5293 и ASTM D 4684 свидетельствуют о запасе качества, который обеспечивает меньшее количество оборотов коленчатого вала непрогретого двигателя, необходимое для воспламенения горючей смеси, что снижает пусковой износ двигателя и обеспечивает надежность работы. Меньшее время прогрева двигателя снижает расход на угар, уменьшая количество выхлопных газов, попадающих в атмосферу.
4. Достаточные высокотемпературные вязкости исследуемых моторных масел, говорят о малом снижении вязкости масла в зазорах между трущимися поверхностями, которое обеспечивает наличие защитной смазывающей пленки, что в свою очередь уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива.
5. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что моторные масла марки «Роснефть», выпускаемые в АО «АНХК» способны сохранять свои эксплуатационные свойства длительное время, выраженное в увеличении времени работы двигателя без дополнительной замены масла.
6. Марка масла «Роснефть PREMIUM» (SAE 5W-40 SM/CF) лицензирована в системе API, что подтверждает её качество на соответствие по эксплуатационным свойствам. Лицензия дает право использовать в АО «АНХК» знак API (символ обслуживания) для данных марок масел.
Список использованной литературы: 1. Анисимов И.Г., Бадыштова К.М., Бнатов С. А. и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и доп. -М.: «Техинформ», 1999. - 596 с.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 01-2/2017 ISSN 2410-700Х_
2. Буяновский И.А. Граничная смазка: этапы развития трибологии. - М.: ФГУП «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. - 230 с.
3. Дорогочинская В.А., Шабалина Т.Н., Коротких Е.В. Метрология и стандартизация нефтепродуктов: Учебное пособие. - М.: ФГУП «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. - 54 с.
4. Краткий справочник по свойствам смазочных материалов и топлив: Корпорация Лубризол, 1993. - 168 с.
5. Моторные и реактивные масла и жидкости / Под ред. К.К. Папок. - М.: «Химия», 1963. - 704 с.
6. Проблема совершенствования технологии производства и улучшения качества нефтяных масел. Сборник трудов.- М.: «Нефть и газ», - 1996. - 198с .
7. Резников В.Д. Новое в зарубежных классификациях моторных масел. - ХТТМ, 2001, № 1, с. 23-24.
8. Фукс И.Г., Спиркин В.Г., Шабалина Т.Н. Основы химмотологии. Химмотология в нефтегазовом деле: Учебное пособие. - М.: ФГУП «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. - 280 с.
9. ASTM D 4684. Метод стандартных испытаний по определению предела текучести и кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре.
10. ASTM D 5293. Метод стандартных испытаний по определению кажущейся вязкости моторных масел при температурах от -5 до -35оС, используя имитатор проворачивания коленчатого вала непрогретого двигателя.
11. ASTM D 4683. Измерение вязкости при высокой скорости сдвига и высокой температуре на имитаторе подшипника с коническим вкладышем.
© Аршинский М.И., 2017
УДК:62-98, 62-185
Бажанов В.И.
Профессор, д.х.н., Московский политехнический университет, Москва, РФ
Гришин А.И.
Инженер, Московский политехнический университет, Москва, РФ
Тучин А.М.
Бакалавр, Московский политехнический университет, Москва, РФ
АНАЛИЗ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ В РАСХОДОМЕРАХ С
МОМЕНТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
Аннотация
Для расходомера с моментным преобразователем, в котором движение жидкости приводит к отклонению заслонки, соединенной с регистратором угла поворота, в двумерном приближении с помощью пакета Star CCM+ проведен расчет параметров течения жидкости.
Расчеты показывают, что угол отклонения заслонки зависит не только от скорости потока, но и от напора жидкости. Это должно привести к значительным систематическим ошибкам. Отсюда следует, что при проведении измерений расходомером необходимо вводить поправки на зависимость угла отклонения от напора потока.
Ключевые слова
Расходомер, гидравлика, поле скоростей, STAR CCM+, турбулентность.
Введение
Расходомеры - устройства, применяемое для измерения расхода потоков жидкостей, имеют широкое применение [1, 22]. Наиболее простыми и надежными из них считаются расходомеры механического типа, такие, например, как расходомеры с моментным преобразователем (рис.1). В этих расходомерах в трубе 2 движется поток жидкости, отмеченный на рис.1 стрелкой. В поток помещается заслонка 1, соединенная с
