Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 814

.pdf
Скачиваний:
45
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
21.83 Mб
Скачать

Научный журнал строительства и архитектуры

 

 

Журнал нивелирования

 

 

 

 

33185 Б. Ивановка, Липецкая, Воловский р-н, с. Б. Ивановка,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип опоры:

башня

Высота опоры:

72м.

 

Нивелир:

АТ-20Д

 

 

 

 

 

 

 

Облачность:

ясно

 

Ветер:

слабый

Изображение:

четкое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наблюдатель:

Кургузкин А.М.

 

Тип рейки:

3-х метровая, складная

Дата:

24.06.2010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Пункты

Расстоя-ние (м.)

Отсчет

Превыше-

Отметки

 

 

 

 

 

 

штатива

по рейке

ние в мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

А

 

1041

-1

0,000

 

 

 

 

Б

 

1042

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Б

 

1264

0

0,000

 

 

 

 

В

 

1264

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

В

 

1209

1

0,000

 

 

 

 

А

 

1208

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11. Журнал нивелирования

Всоответствии с методикой нивелирование выполнялось с учетом равенства плеч короткими лучами, длина визирного луча не превышала 25 м, высота визирного луча над препятствиями h ≥ 1м.

Врезультате нивелирования были определены величины осадок фундаментов базовой станции, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Протокол измерений осадок фундаментов башни

Номер марки

М-1

М-2

М-3

Осадка, мм

0

-2

0

В результате измерений по вышеприведенной методике составлен протокол измерений вертикальности ствола опоры, в котором указаны величины отклонений на каждом из ярусов базовой станции 33185 (табл. 3).

 

Протокол измерений вертикальности ствола опоры базовой станции 33185

Таблица 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота сечения

 

0,000

12,000

24,000

36,000

48,000

60,000

72,000

Отклонение

 

0

8

11

19

36

35

23

от вертикали, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным табл. 3 составлена исполнительная схема вертикальности ствола опоры 33185 Б. Ивановка, которая представлена на рис.12. По графику отклонения оси ствола башни можно выполнить визуальный анализ допустимых отклонений. На рис. 12 красным цветом показано предельное допустимое отклонение, а зеленым фактическое положение оси ствола АМС. При периодических наблюдениях фактическое положение оси ствола башни будет смещаться.

Основная задача в геодезическом мониторинге заключается в своевременном выявлении отклонений за пределы допустимых значений. Инструментальное обследование данной АМС проводилось для выяснения возможности установки на сооружение 3 габаритных панельных антенн, в результате анализа запредельных отклонений не выявлено.

20

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

допустимое отклонение; фактическое отклонение от вертикальной оси башни

Рис. 12. Исполнительная схема вертикальности ствола опоры 33185 Б. Ивановка

Выводы. Отклонение ствола от вертикали не превышает допустимых значений, что соответствует СНиП (0,001Н).

Рассмотренная в статье методика измерений и программа их обработки были испытаны более, чем на 500 объектах Воронежской, Липецкой, Курской, Тамбовской и Белгородской областей разными исполнителями. Данная методика позволяет проводить мониторинг подобных сооружений без закрепленного съемочного обоснования, во всех случаях была получена высокая сходимость результатов, а время наблюдений на объекте не превысило 40 минут, что позволяет говорить о высокой эффективности рассмотренной методики.

Библиографический список

1. Буянов, В. И. Методы обследования

и усиления аварийных строительных конструкций /

В. И. Буянов, Б. А. Попов. – Воронеж: ВГАСУ, 2008.

– 85 с.

2.Варфоломеев, А. Ф. Геодезический контроль геометрических параметров антенно-мачтовых сооружений / А. Ф. Варфоломеев, К. А. Шадрин // Огарев-Online. – 2015. – № 24 (65). – С. 5.

3.Воронов, А. А. Комплексный геотехнический мониторинг зданий и сооружений воронежской атомной станции теплоснабжения / А. А. Воронов, Б. А. Попов // Студент и наука. – 2018. – № 4(7). – С. 15–21.

4.Мелькумов, В. Н. Перспективы применения геодезических методов наблюдения за деформациями пневматических опалубок / В. Н. Мелькумов, А. Н. Ткаченко, Д. А. Казаков, Н. Б. Хахулина // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. – 2015. – № 1 (37). – С. 51– 58.

21

Научный журнал строительства и архитектуры

5. Морозов, А. С. Организация и проведение обследования технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений / А. С. Морозов, В. В. Ремнева, Г. П. Тонких и др. – М.: 2001.– 212 с.

6. Пимшин, Ю. И. Контроль вертикальности сооружений башенного типа / Ю. И. Пимшин, Г. А. Науменко, И. В. Корженевская // Инженерный вестник Дона. – 2016. – № 3 (42). – С. 59.

7.Попов, Б. А. Геодезические работы при строительстве и эксплуатации инженерных систем и сооружений. / Б. А. Попов. – Воронеж: Воронежская государственная архитектурно-строительная академия, 1997. – 76 с.

8.Попов, Б. А. Курс инженерной геодезии / Б. А. Попов, А. Д. Баранников. – Воронеж: ВГАСУ, 2002. –

94 с.

9.Попов, Б. А. Основы геодезии / Б. А. Попов, И. В. Нестеренко. – Воронеж: Воронежский государст- венныйархитектурно-строительный университет, 2016. – 88 с.

10.Таракановский, В. К. Обзор современных средств мониторинга состояния конструкций и грунтов оснований высотных зданий / В. К. Таракановский // Предотвращение аварий зданий и сооружений: Сборник научных трудов. – Вып. 9. – М. – 2011. – С. 243– 262.

11.Уставич, Г. А. Определение крена сооружений башенного типа GPS-приемниками и тахеометрами / Г. А. Уставич // Геодезия и картография. – 2003. – № 9. – С. 15– 18.

12.Фомин, А. А. Наблюдения за деформациями телевизионной вышки г. Воронежа / А. А. Фомин, Н. Б. Хахулина // Студент и наука. – 2018. – № 3. – С. 61– 66.

13.Шулятьев, О. А. Фундаменты высотных зданий / О. А. Шулятьев // Вестник ПНИПУ «Строительство и архитектура». – 2014. – С. 203 – 245.

14.3D Scanning Becomes an Everyday Tool // Technology & more. – 2011. – № 2. – P. 15-16. – URL: http://www.trimble.com/technologyandmore/i2-2011/.

15.Berenyi, A. Terrestrial laser scanning – civil engineering applications/ A. Berenyi, T. Lovas, A. Barsi // International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – 2010. – Vol. 38, Part 5. – P. 80–85.

16.Fabiankowitsch, Jo. Evaluation of vibrational spectrum 0f high slim towers with wind electrical turbines / Jo. Fabiankowitsch, H. Kahmen, Ph. Matt // VGI: Osterr. Z. Vermess. und Geoinf. – 2003, 91. – № 1. – Р. 77–84.

17.Schaefer, W. Photogrammetrische Beobachtung von Bauwerksverform ungen / W. Schaefer // Markscheidewesen. – 1985, 92. – № 4. – Р. 148–151.

18.Schneider, D. Terrestrial laser scanning for area based deformation analysis of towers and water damns / D. Schneider // Proc. of 3rd IAG/12th FIG Symp., Baden, Austria, May. – 2006. – P. 22–24.

19.Schwarz Willfried Moderne Messverfahren in der Ingenieurgeodasie und ihr praktischer Einsatz. Flachenmanag. Und Bodenordn. – 2002. – № 2. – Р. 87–97.

20.Yo, Xia. Deformation monitoring of a super-tall structure using real-time strain data / Yo. Xia, P. Zhang, Yi. Ni, H. Zhu. – URL: https://core.ac.uk/download/pdf/61109715.pdf.

21.Zhang Guo-hui. Deformation monitor based on 3D laser scanner/ Zhang Guo-hui // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – 2008. – Vol. 37, Part B4. – P. 1549–1551.

References

1.Buyanov, V. I. Metody obsledovaniya i usileniya avariynykh stroitel'nykh konstruktsiy / Buyanov V. I., Popov B. A. – Voronezh: VGASU, 2008.

2.Varfolomeev, A. F. Geodezicheskiy kontrol' geometricheskikh parametrov antenno-machtovykh sooruzheniy / Varfolomeev A. F., Shadrin K. A. // Ogarev-Online. – 2015. – № 24 (65). – S. 5.

3.Voronov, A. A. Kompleksnyy geotekhnicheskiy monitoring zdaniy i sooruzheniy voronezhskoy atomnoy stantsii teplosnabzheniya (VAST) / Voronov A. A. Popov B. A. // Student i nauka. – № 4 (7). – 2018.

4.Mel'kumov, V. N. Perspektivy primeneniya geodezicheskikh metodov nablyudeniya za deformatsiyami pnevmaticheskikh opalubok / Mel'kumov V. N., Tkachenko A. N., Kazakov D. A., Khakhulina N. B. // Nauchnyy vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Stroitel'stvo i arkhitektura. – 2015. –

1 (37). – S. 51–58.

5.Morozov, A. S. Organizatsiya i provedenie obsledovaniya tekhnicheskogo sostoyaniya stroitel'nykh konstruktsiy zdaniy i sooruzheniy / Morozov A. S., Remneva V. V., Tonkikh G. P. i dr. – M.: 2001. – 212 s.

6.Pimshin, Yu. I. Kontrol' vertikal'nosti sooruzheniy bashennogo tipa / Pimshin Yu. I., Naumenko G. A., Korzhenevskaya I. V. // Inzhenernyy vestnik Dona. – 2016. – № 3 (42). – S. 59.

7.Popov, B. A. Geodezicheskie raboty pri stroitel'stve i ekspluatatsii inzhenernykh sistem i sooruzheniy. – Voronezh, 1997.

8.Popov, B. A. Kurs inzhenernoy geodezii / Popov B. A. Barannikov A. D. – Voronezh: VGASU, 2002.

9.Popov, B. A. Osnovy geodezii / Popov B. A. Nesterenko I. V. – Voronezh, 2016.

22

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

10.Tarakanovskiy, V. K. Obzor sovremennykh sredstv monitoringa sostoyaniya konstruktsiy i gruntov osnovaniy vysotnykh zdaniy / V. K. Tarakanovskiy // Predotvrashchenie avariy zdaniy i sooruzheniy: Sbornik nauchnykh trudov. – Vyp. 9. – M. – 2011. – S. 243–262.

11.Ustavich, G. A. Opredelenie krena sooruzheniy bashennogo tipa GPS-priemnikami i takheometrami / Ustavich G. A. // Geodeziya i kartografiya. – 2003. – № 9. – S. 15–18.

12.Fomin, A. A. Nablyudeniya za deformatsiyami televizionnoy vyshki g. Voronezha / Fomin A. A., Khakhulina N. B. // Student i nauka. – 2018. – № 3. – S. 61–66.

13.Shulyat'yev, O. A. Fundamenty vysotnykh zdaniy / O. A. Shulyat'yev // Vestnik PNIPU «Stroitel'stvo i arkhitektura». – 2014. – S. 203 – 245.

14.3D Scanning Becomes an Everyday Tool // Technology & more. – 2011. – № 2. – Pp. 15–16. – Режим доступа: http://www.trimble.com/technologyandmore/i2-2011.

15.Berenyi, A. Terrestrial laser scanning – civil engineering applications / A. Berenyi, T. Lovas, A. Barsi // International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – Vol. XXXVIII, Part 5. – Commission V Symposium. – Newcastle upon Tyne, UK. – 2010. – Pp. 80–85.

16.Fabiankowitsch, Jo. Evaluation of vibrational spectrum 0f high slim towers with wind electrical turbines/ Fabiankowitsch Johannes, Kahmen Heribert, Matt Phillip // VGI: Osterr. Z. Vermess. und Geoinf. – 2003, 91. – № 1. – Р.77–84.

17.Schaefer, W. Photogrammetrische Beobachtung von Bauwerksverform ungen. «Markscheidewesen», – 1985, 92. – № 4. – Р.148–151.

18.Schneider, D. Terrestrial laser scanning for area based deformation analysis of towers and water damns // Proc. of 3rd IAG / 12th FIG Symp., Baden, Austria, May. – 2006. – Pp. 22–24.

19.Schwarz Willfried Moderne Messverfahren in der Ingenieurgeodasie und ihr praktischer Einsatz. Flachenmanag. Und Bodenordn. – 2002. – № 2. – Р.87–97.

20.Yo, Xia. Deformation monitoring of a super-tall structure using real-time strain data / Yo. Xia, P. Zhang, Yi. Ni, H. Zhu. – https://core.ac.uk/download/pdf/61109715.pdf.

21.Zhang Guo-hui. Deformation monitor based on 3D laser scanner / Zhang Guo-hui // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. – Vol. XXXVII. Part B4. – Beijing. – 2008. – Pp. 1549–1551.

METHODOLOGY OF GEODESIC CONTROL OF DEFORMATIONS

OF HIGH CELL COMMUNICATIONS

B. A. Popov 1, N. B. Khakhulina 2

Voronezh State Technical University 1, 2

Russia, Voronezh

1PhD in Agriculture, Assoc. Prof. of the Dept. of Real Estate Cadastre, Land Management and Geodesy, tel.: (473)271-50-72, e-mail: b.p.geo@yandex.ru

2PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Real Estate Cadastre, Land Management and Geodesy, tel.: (473)271-50-72, e-mail: hahulina@mail.ru

Statement of the problem. In order to control the stability of antenna mast structures, their technical inspection is routinely carried out which includes visual field inspection and instrumental control. When measurements are performed on mobile phone poles, a number of features and problems emerge, so the use of traditional methods is not always possible and it is necessary to develop other methods.

Results and conclusions. The method proposed in this work involves measurements without fixed points of survey justification using a special stamp based on the developed technology and includes: measurements of the verticality of the trunk, straightness of the belts and determining the sediment of foundations. This method of measurement and the program of their processing were developed on more than 500 objects by different performers. In all cases, high convergence of results was obtained, and the observation time at the site did not exceed 40 minutes.

Keywords: deformation, roll, precipitation, antenna-mast structures.

23

Научный журнал строительства и архитектуры

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ

DOI 10.36622/VSTU.2020.59.3.002

УДК 621.31

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ РАСХОДОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА «КОНТРОЛЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ: КЭР 2 – МАГИСТРАЛЬ»

О. А. Гнездилова 1

1Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет 1 Россия, г. Москва

1 Канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, тел.: (499)183-26-92, e-mail: gnezdilovakgtu@mail.ru

Постановка задачи. Требуется усовершенствовать алгоритм программы «Контроль энергетических ресурсов: КЭР1 – газ», предназначенной для быстрого вычисления максимально допустимой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа для различных типов счетчиков.

Результаты. Рассмотрены основные проблемы программирования физических процессов измерения малых расходов газа. Показано описание программы измерения малых расходов газа. Разработана программа для ЭВМ и алгоритм работы «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль», автоматизирующая вычисление максимально допустимой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа, диаметру, давлению для различных типов счетчиков с учетом линейной скорости частиц в газовом потоке.

Выводы. Впервые разработана программа ЭМВ «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль», предназначенная для быстрого вычисления максимально допустимой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа, диаметру трубопровода, давлению для различных типов счетчиков, что упрощает проверку их работоспособности во время периодической поверки. Полученные результаты отвечают задачам, поставленным в «Энергетической стратегии России на период до 2030 года» (№ 1715-р от 13.10. 2009), и предназначаются для использования при модернизации систем газопотребления и учета малых расходов энергоносителя. Проведенные исследования предполагают адаптацию базовых методик оценки надежности, рисков и безопасности систем в теории газоснабжения и регулирования учета расхода газа, используемых для работы региональными предприятиями газовой отрасли.

Ключевыеслова: энергосбережение, энергоресурсы, природный газ, счетчик.

Введение. Теплоэнергетические расчеты состоят из большого количества взаимосвязанных элементов, в каждом из которых протекают сложные физические процессы. Закономерности, описывающие эти процессы, сложны и многообразны и с трудом поддаются математическому описанию. Теоретические аспекты учета расхода газа подчинены различным за-

© Гнездилова О. А., 2020

24

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

конам распределения, в частности при установлении закономерностей связей между процессами, протекающими в газораспределительных системах, среди которых имеются и неизвестные, а, в ряде случаев, неконтролируемые. Элементные составляющие газораспределительных инженерных систем по своим качественным и функциональным характеристикам должны иметь высокий уровень надежности на всем эксплуатационном периоде.

Надежность систем энергетики, к числу которых относится система газоснабжения, представляет собой комплексный показатель и определяется совокупностью частных показателей. Основным из них, применительно к системам распределения природного газа, является учет расхода энергоносителя. Трудности значительно возрастают при комплексном исследовании всей системы. Исследование таких объектов может быть проведено экспериментальными методами, методами физического и математического моделирования.

Экспериментальные способы исследования имеют первостепенное значение в качестве основы для построения процесса и являются критерием для оценки точности знаний об объекте. Однако эти способы не всегда могут служить эффективным рабочим методом получения информации о свойствах измерительных установок. Постановка эксперимента и обработка экспериментальных данных становятся все более сложными и дорогостоящими. Экспериментальные данные не могут использоваться для оценки свойств проектируемого оборудования, особенно новых типов, поскольку в этом случае требуются значительное обобщение и экстраполяция результатов, носящих конкретный характер. Метод физического (натурного) моделирования сохраняет особенности проведения эксперимента на реальном объекте, но в принципе требует предварительного математического исследования для определения условий и соотношения подобия. Для детального исследования установок измерения расхода газа как сложных и больших систем в настоящее время широкое применение находят методы математического моделирования с применением вычислительной техники.

Целью нашей работы является усовершенствование алгоритма программы «Контроль энергетических ресурсов: КЭР1 - газ», предназначенной для быстрого вычисления максимально допустимой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа для различных типов счетчиков. В отличие от выпускаемых приборов, работающих на основе программных продуктов, решающих аналогичную задачу, данный прибор покажет значение допустимой относительной погрешности при заданном расходе газа и ее предельном абсолютном значении и позволит получить дополнительную информацию о малых расходах измеряемой газовой среды и чувствительности прибора.

1. Моделирование физических процессов. Физические процессы, протекающие в те-

плоэнергетических установках, в общем случае описываются сложными системами нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных (уравнения энергии, сплошности, движения, расхода и др.), а также нелинейными алгебраическими уравнениями. Современный математический аппарат не всегда позволяет решить такие системы аналитически. Применение численных методов дает возможность получить приближенное решение с достаточной для инженерной практики точностью. Для получения такого решения необходимо предварительно провести довольно значительное исследование по разработке достаточно полных математических моделей, пригодных для реализации на вычислительных машинах. Эта работа, как правило, предполагает:

-исключение ряда факторов, не имеющих существенного влияния, введение обоснованных допущений и упрощений;

-применение во многих случаях итегративных методов решения больших систем уравнений, допускающих удобные схемы расчета, особенно при наличии большого числа нулевых коэффициентов;

-разбиение систем большой размерности на подсистемы меньшей размерности;

25

Научный журнал строительства и архитектуры

-аппроксимацию или сжатие больших таблиц свойств теплоносителей, эксплуатационных характеристик агрегатов;

-разработку матриц функциональных связей параметров установки (логическая ин-

формация) [2, 3, 6].

2. Разработка программ для теплоэнергетических расчетов. Решение задач на ЭВМ требует выполнения предварительной работы по составлению программы расчета. Для этого необходимо точно описать алгоритм работы с указанием, какие действия, в каком порядке и над какими числами должны быть выполнены.

При разработке программ теплоэнергетических установок имеют место два подхода. Первый – составление программ универсального характера, т. е. пригодных для практически любого типа энергоустановки. При этом составление математической модели установки производится автоматически с использованием большого объема логической информации. Второй – составление программ для конкретного типа энергоустановки с несложной заданной схемой. В этом случае требуются меньший объем логической информации, программа более проста по структуре. При втором подходе составление программы на алгоритмическом языке высокоэффективно и не встречает больших трудностей.

Применение методов математического моделирования с использованием ЭВМ относится, в основном, к поверочным расчетам при заданных вариациях схем и компоновок теплоэнергетических установок. Цель этих исследований – определение параметров установок (давлений, температур), расходов теплоносителей, конструктивных параметров, показателей тепловой и общей экономичности при изменении различных внешних факторов и условий. При этом основное внимание уделяется изложению специфики математического моделирования теплоэнергетических установок на ЭВМ.

В настоящее время автоматизированные системы управления (АСУ) имеют огромное значение практически для всех отраслей промышленности, в том числе и газовой. В составе АСУ содержатся информационные функциональные подсистемы, осуществляющие оперативный контроль технологического процесса распределения и учета малых расходов газа [2, 4]. Разработка новых и совершенствование существующих программных продуктов для исполнения функций оперативного контроля, анализа процесса измерения малых расходов газа является одной из важнейших задач для энергосбережения и экономического развития России [10].

Программа «Контроль энергетических ресурсов: КЭР1 – газ» была предназначена для

быстрого вычисления максимальной допустимой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа для различных типов счетчиков, но не учитывала диаметров трубопроводов и давления в системе, а также форм тел обтекания чувствительного элемента счетчика [14].

3. Назначение программы. Новая программа «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 - магистраль» предназначена для быстрого вычисления максимальной допустимой по-

грешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа, диаметру трубопровода, давлению для различных типов счетчиков [15]. Это упрощает проверку работоспособности счетчиков во время периодической поверки.

В отличие от программы «Контроль энергетических ресурсов: КЭР1 – газ», предна-

значенной для быстрого вычисления максимально допустимой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа для различных типов счетчиков, в новой программе «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль», помимо расхода, учитываются диаметры трубопровода и давление.

В качестве примера данных выбраны газовые счетчики производства ООО «ЭЛЬСТЕР

Газэлектроника»: BK-G 1.6…100 – 10 типоразмеров с номинальной производительностью от 0,016 до 160 м3/ч (счетчик диафрагменного типа).

26

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

По аналогии в программу добавляются данные о других типах счетчиков, диаметры, давления.

Технические требования к программно-аппаратному обеспечению для работы программы следующие: MS Windows 98 и выше; Intel Pentium IV и выше; HDD 1 МБ.

Схема работы программы «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль» представлена на рис.

Интерфейс исходных

 

Тип, модель счетчика

данных

 

Расход газа Qx, м3

 

 

Корректирующая

Вычислить

 

функция от типа

 

тела обтекания

 

 

Qx > Qmax

Да

Qx = Qmax

или Qx < Qmin

 

или Qx = Qmin

Нет

 

 

Вычисление

 

 

относительного

 

 

расхода z

 

 

Вычисление

 

 

относительной

 

 

погрешности h

 

 

Графическое

 

 

представление

 

 

функции

 

 

Если Х <= z

Да-

Фиксация

 

 

значения h

 

 

Нет

 

 

Цикл по всему

 

 

диапазону Х = 0…100 %

 

 

Расчет и вывод

 

 

абсолютного значения

 

 

предельной погрешности

 

 

Завершение

 

 

Рис. Программа «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль»

27

Научный журнал строительства и архитектуры

Порядок работы с программой выглядит так:

1.Выбрать тип счетчика.

2.Выбрать модель счетчика.

3.Задать необходимый расход газа и нажать «Вычислить».

На графике отобразится значение допустимой относительной погрешности при заданном расходе газа, давлении, диаметре и еЕ предельное абсолютное значение (в данном случае 0,39 % и 0,02 м3/ч соответственно). Если фактический расход газа не превышает данные значения, то счетчик газа при заданном расходе работает исправно. Требуется провести проверку и на других значениях расходов.

Проведенные результаты исследований являются вторым этапом выполнения работ обоснования принятой гипотезы по необходимости повышения точности учета расхода газа в сетях газопотребления, недопущения его неконтролируемых утечек, автоматизации процесса контроля расхода и организации управляющих воздействий при возникновении опасных ситуаций, связанных с непроизвольным накоплением свободных взвесей газа во внутриквартирных и внутридомовых помещениях.

Решение поставленных задач проводилось с учетом принятых условий конструктивного, технологического и производственно-организационного плана.

В результате работы:

выполнен сбор исходных данных и их оцифровка путем ввода в базу данных модели визуализации малых расходов газа в газопотребляющих системах в формате специального вспомогательного программного обеспечения для автоматизации процесса;

на основе собранных исходных данных разработана имитационная модель вихревого расходомера для учета малых расходов газа;

разработана математическая модель оперативного управления функционированием системы газоснабжения для внутриквартирного и внутридомового потребления газа по комплексному учету параметра относительной погрешности приборов и оборудования инженерной сети;

разработана программа «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль» (свидетельство о государственной регистрации № 2019667428), автоматизирующая вычисле-

ние максимальной допустимой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа, диаметру трубопровода, давлению для различных типов счетчиков;

представлены статистические данные исследования функционирования систем газораспределения.

Полученные результаты предназначены для использования в учете малых расходов энергоносителя.

Проведенные исследования предполагают адаптацию базовых методик оценки надежности, рисков и безопасности систем в теории газоснабжения и регулирования учета расхода газа.

Выводы. Разработана программа для ЭВМ и алгоритм работы «Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль», автоматизирующая вычисление максимальной допусти-

мой погрешности измерения счетчиком газа в относительных единицах (%) и в абсолютном значении (м3/ч) по текущему заданному расходу газа для различных типов счетчиков, диаметров, давлений.

Полученные результаты предназначены для использования при модернизации систем газопотребления для учета малых расходов энергоносителя.

Проведенные исследования предполагают адаптацию алгоритма и программного обеспечения с составлением рекомендаций по использованию в конструктивных и проектных организациях, занимающихся разработкой новой измерительной техники или оценкой потребления энергоресурсов в рамках энергоаудитов.

28

Выпуск № 3 (59), 2020

ISSN 2541-7592

Данная работа проводилась в рамках проекта для получения первичных научных результатов, обеспечивающих расширение участия подведомственных образовательных организаций в реализации Национальной технологической инициативы № 13.11847.2018/11.12 «Разработка модели оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе принципа регулирования по возмущениям» при поддержке НИУ «Московский государственный строительный университет».

В дальнейшем исследовании планируется: доведение проектной модели вихревого счет- чика-расходомера до опытного образца с вариативными моделями встроенных струезакручивающих насадок с проведением серии экспериментов; проектирование тензометрического чувствительного элемента расходомера с адаптивно встроенным программным модулем учета расхода газа как плотной среды с включениями различных биотехнических примесей; адаптация алгоритма и программного обеспечения с разработкой рекомендаций по использованию в конструктивных и проектных организациях, занимающихся разработкой новой измерительной техники или оценкой потребления энергоресурсов в рамках энергоаудитов.

Библиографический список

1. Вульман, В. А. Тепловые расчеты на ЭВМ теплоэнергетических установок / В. А. Вульман, Н. С. Хорьков. – М.: Энергия, 1975. – 199 с.

2.Гнездилова, О. А. Разработка модели оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе принципа регулирования по возмущению: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.03: защищена

17.12.09/ Гнездилова Ольга Александровна. – Воронеж, 2009. – 15 с.

3.Гнездилова, О. А. Контроль энергетических ресурсов: КЭР1 – газ / О. А. Гнездилова, К. И. Лушин, С. В. Бирюков, Н. С. Севрюгина // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ Российская Федерация МПК № 2018664552, заявл. 26.10.2018; дата гос. регистрации в Реестре программ для ЭВМ 19.11.2018.

4.Гнездилова, О. А. Контроль энергетических ресурсов: КЭР2 – магистраль / О. А. Гнездилова //

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ Российская Федерация МПК

2019667428, заявл. 13.12.2019; дата гос. регистрации в Реестре программ для ЭВМ 24.12.2019.

5.Демчук, В.Ю.Газораспределительные системы: возможности повышения энергетической эффективности НИЦ ОАО «Гипрониигаз» / В. Ю.Демчук, М. С. Доронин. – Инженерныесистемы. – 2015. –№ 2.

6.Жила, В. А. Газоснабжение: учебник для студентов вузов по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» / В. А. Жила. – М.: АСВ, 2014. – 368 с.

7.Ионин, А. А. Газоснабжение / А. А. Ионин. – М.: Стройиздат, 1989. – 415 с.

8.Киясбейли, А. Ш. Вихревые измерительные приборы. Б-ка приборостроителя. / А. Ш. Киясбейли, М. Е. Перельштейн. – М.: Машиностроение, 1978. – 152 с.

9.Лурье, М. С. Оптимизация тел обтекания вихревых расходомеров для целлюлозно-бумажного производства / М. С. Лурье // Химия растительного сырья. – 2010. – № 4. – С. 173–176.

10. Мелькумов, В. Н. Повышение надежности внутридомового газового оборудования / В. Н. Мелькумов, Г. А. Кузнецов, М. Я. Панов // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. – 2012. – № 4 (28). – С. 32–40.

11. Осипова, Н. Н. Обоснование выбора структуры газораспределительной системы населенного пункта / Н. Н. Осипова // Вестник Череповецкого гос. универ. – 2017. – № 5. – С. 37–44.

12. Панов, М.Я. Модели течения в гидравлических сетях на основе вариационного подхода / М. Я.Панов, И. С.Квасов. – Воронеж: Политехнический ин-т, 1991. –С.101–108.

13.Панов, М. Я. Универсальная математическая модель течения гидравлических сетей и условия ее совместимости с задачами оптимизации / М. Я. Панов, И. С. Квасов, А. М. Курганов. – М: Изв. университеты. Строительство, 1992. – С. 91– 95.

14.Прахова, Т. Н. Управление качеством на этапах жизненного цикла объектов газоснабжения: монография / Т. Н. Прахова, Д. М. Сатаева. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2014. – 147 с.

15.Проект для получения первичных научных результатов, обеспечивающих расширение участия под-

ведомственных образовательных организаций в реализации Национальной технологической инициативы № 13.11847.2018/11.12 «Разработка модели оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе принципа регулирования по возмущениям». – К. И. Лушин. – М.: МГСУ, 2018.

16. Сазонова, С. А. Обеспечение безопасности функционирования систем газоснабжения при реализации алгоритма диагностики утечек без учета помех от стохастичности потребления / С. А, Сазонова // Вестник Воронежскогоинститута высоких технологий. – 2015. -№14. – С. 60–64.

29