Дефект масс в закрытой системе

Сведение баланса поставщик-потребитель
Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#21

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 02 фев 2012, 03:37

Несколько месяцев назад на сильно закрытой магистрали в выходные дни на 24-ом часу суток в часовом архиве ДИС получили мы отрицательную разность масс – чуть меньше одной тонны - , превосходящую расчетный допуск на рассогласование М1 и М2, составляющий +\- 0,07% (при циркуляции 830 т/ч это составляет 0,58 т). Границы допуска показаны на рисунке красным пунктиром. Само по себе рассогласование конечно мизерное, но все равно интересно его объяснить, поскольку еще ни разу не было такого, чтобы ДИС вышла за расчетный допуск.
26.png

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#22

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 02 фев 2012, 03:53

Для объяснения данного феномена, присмотрелись мы повнимательнее на поведение температур в окрестности этой точки: в течение часа температура на подаче выросла скачком с 81,2 С до 85,2 С, а температура в обратке за тот же час изменилась всего лишь с 62,2 С до 62,5 С. Далее очень хорошо видно, как температура в обратке примерно с часовым запаздыванием тоже потянулась вверх. Казалось бы, ерунда, но при высокоточных измерениях, как оказалось, мы можем регистрировать даже такие тонкие эффекты как «дефект масс». Сразу скажу, что этот температурный скачок и привел к отрицательному разбалансу, причем ДЕЙСТВИТЕЛЬНО за этот час часовая масса подачи оказалась меньше часовой массы обратки.
27.png

Аватара пользователя
Aleksey
Гуру форума
Posts in topic: 3
Сообщения: 1713
Зарегистрирован: 14 окт 2011, 21:54
Откуда: Приморский край, г.Уссурийск
Благодарил (а): 2 раза
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

Дефект масс в закрытой системе

#23

Непрочитанное сообщение Aleksey » 02 фев 2012, 11:05

Проверка в "боевых условиях" показывает что ДИС не обмануть. Интересный случай. Получается что на подаче масса упала на 0,3% где-то.

Каханков Андрей
Уважаемый форумчанин
Posts in topic: 4
Сообщения: 533
Зарегистрирован: 14 янв 2012, 04:22
Поблагодарили: 1 раз

Дефект масс в закрытой системе

#24

Непрочитанное сообщение Каханков Андрей » 02 фев 2012, 15:10

Вячеслав Иванович, что-то я от "Бернулли" здесь не углядел. С увеличением температуры уменьшилась плотность теплоносителя, возросло статическое давление в месте измерения, сумма давлений (весового, статического и динамического) осталась постоянной.? А вот то, что с увеличением температуры, при постоянной скорости потока имеет место быть постоянный объемный расход и соответственно различающийся массовый, за короткий промежуток времени, при достаточно протяженной магистрали, так об этом и Чигинев говорил. В итоге, за более длительный период времени, в идеальной системе, массы остануться и нукуда не исчезнут и не прибавятся. :P
Лукавите Вячеслав Иванович, некорректная постановка задачи.

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 9
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#25

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 02 фев 2012, 17:28

Когда год назад мы наблюдали за работой ДИС на Г-4, то там тоже иногда случались подныривания разницы масс в минус ниже допустимого. Но поскольку наша магистраль Г-4 связана перемычками с другими магистралями, то все это списывали на возможные перетоки. Т.к. реально гарантировать абсолютную герметичность старой клиновой арматуры Ду800 вряд ли представляется возможным. А может, это был тот же эффект? Надо будет взглянуть еще раз...

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#26

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 02 фев 2012, 19:07

Aleksey писал(а):Проверка в "боевых условиях" показывает что ДИС не обмануть. Интересный случай. Получается что на подаче масса упала на 0,3% где-то.
Подача упала примерно на 0,1% и далее мы сделаем расчетную оценку этого "дефекта масс".

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#27

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 02 фев 2012, 19:34

Каханков Андрей писал(а):Вячеслав Иванович, что-то я от "Бернулли" здесь не углядел. С увеличением температуры уменьшилась плотность теплоносителя, возросло статическое давление в месте измерения, сумма давлений (весового, статического и динамического) осталась постоянной?
Бернулли нам поможет сделать количественную оценку "дефекта масс", что мы и увидим далее.
Каханков Андрей писал(а):А вот то, что с увеличением температуры, при постоянной скорости потока имеет место быть постоянный объемный расход и соответственно различающийся массовый, за короткий промежуток времени, при достаточно протяженной магистрали, так об этом и Чигинев говорил.
Эта мысль - в верном направлении, прав был Чигинев, если говорил об этом.
Каханков Андрей писал(а):В итоге, за более длительный период времени, в идеальной системе, массы остануться и нукуда не исчезнут и не прибавятся. :P
Тоже правда, дефект масс можно наблюдать только краткосрочно.
Каханков Андрей писал(а): Лукавите Вячеслав Иванович, некорректная постановка задачи.
И где же тут лукавство, Андрей Евгеньевич ? И где некорректность в постановке?

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#28

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 02 фев 2012, 19:36

Вячеслав Шутиков писал(а):
Андрей Чигинёв писал(а):Об интегрировании М1 и М2 за какие временные интервалы времени идет речь? Если об очень небольших, а длина системы - велика, то в короткие промежутки времени это возможно, как М1>М2, так и наоборот. Точнее, если время распространения звуковой волны в трубопроводе со средой, расход которой измеряется, между расходомерами М1 и М2 больше, чем время интегрирования и фиксации измеренных значений М1 и М2, то возможно.
Давайте будем оперировать привычными часовыми массами, эффект дефекта масс, который проявляется только в течение интервала времени менее 1 часа, практического интереса не представляет - мы его никогда на магистралях не увидим. Звуковая гипотеза - в принципе да, дает такой эффект, но давайте оставим столь тонкий эффект без рассмотрения, уровень небаланса для часовых масс будет слишком мал, чтобы мы могли "дефект масс" наблюдать на наших неидеальных закрытых магистралях и неидеальных средствах измерения.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#29

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 02 фев 2012, 19:38

Андрей Чигинёв писал(а):Когда год назад мы наблюдали за работой ДИС на Г-4, то там тоже иногда случались подныривания разницы масс в минус ниже допустимого. Но поскольку наша магистраль Г-4 связана перемычками с другими магистралями, то все это списывали на возможные перетоки. Т.к. реально гарантировать абсолютную герметичность старой клиновой арматуры Ду800 вряд ли представляется возможным. А может, это был тот же эффект? Надо будет взглянуть еще раз...
Кстати, возможно. Надо только оценить уровень этого эффекта и посмотреть были ли скачки температур на подаче и обратке в это время.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#30

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 02 фев 2012, 20:08

Помнится мне, Андрей Викторович, что ходили Вы на эту перемычку и слушали журчание воды, потом поджимали, но не насовсем, чтоб не замерзла.

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 9
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#31

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 02 фев 2012, 20:59

Вячеслав Шутиков писал(а):Помнится мне, Андрей Викторович, что ходили Вы на эту перемычку и слушали журчание воды, потом поджимали, но не насовсем, чтоб не замерзла.
Было такое дело, но все равно в старые архивы загляну еще разок...
Вячеслав Шутиков писал(а): Каханков Андрей писал(а):А вот то, что с увеличением температуры, при постоянной скорости потока имеет место быть постоянный объемный расход и соответственно различающийся массовый, за короткий промежуток времени, при достаточно протяженной магистрали, так об этом и Чигинев говорил.
Эта мысль - в верном направлении, прав был Чигинев, если говорил об этом.
О резком повышении температуры, которое потом с изрядной задержкой приходит в расходомер на обратке, я не думал. А оно действительно может привести к кратковременному эффекту "дефекта масс".

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 9
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#32

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 02 фев 2012, 21:22

Андрей Чигинёв писал(а):но все равно в старые архивы загляну еще разок...
Заглянул, и действительно - по крайней мере некоторые провалы утечки ниже нуля совпадают с резким ростом Т1 и примерно постоянной в это время Т2... Надо будет их потщательнее рассмотреть в Ёкселе...
Вложения
Г-4.png

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 9
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#33

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 03 фев 2012, 03:30

До Ёкселя руки сегодня не дотянулись, но более тщательнО посмотрел архивы ДИС на Г-4 за декабрь 2010 - март 2011. Абсолютно все ночные (дневных просто не было) провалы (M1-М2) в минус соответствуют резким скачкам Т1 вверх. Это уже что-то. Есть определенное характерное поведение давления в эти же часы - но с меньшей корреляцией.
Как же ума не хватило год назад попытаться связать провалы утечек со скачками Т1 вверх? Помнится, писал что-то на эту тему Александру Григорьевичу, но так и остались на позициях перетоков между магистралями.
Вячеслав Иванович, как же это получается: при быстром нагреве воды в подаче плотность ее также резко меняется, но из-за инерции скорость движения (следовательно, и объемный расход) во всей системе в среднем остается примерно прежней, поэтому в течение какого-то сравнительно небольшого промежутка времени массовый расход в подаче абсолютно закрытой системы оказывается меньше массового расхода в обратке. Это должно сопровождаться определенной волной повышенного давления в области разогретой части теплоносителя, пока не увеличится скорость циркуляции теплоносителя во всей системе, и/или пока он не остынет. Примерно так?
Эффект действительно очень тонкий и поймать его пока чем-то кроме ДИС, думаю, невозможно.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#34

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 03 фев 2012, 05:05

Теперь давайте попробуем оценить «дефект масс», тот, который я приводил, количественно. Для этого приведу кусочек архива в окрестности «дефекта масс», в котором видны значения температур и давлений.
При температуре 81,2 С и давлении 0,721 МПа плотность воды равна 971,42 кг/м3 (это в точке перед «дефектом масс»). В точке «дефекта масс» температура равна 85,2 С, давление 0,722 МПа, плотность 968,89 кг/м3.
Как видим, плотность воды уменьшилась в 1,00261 раз.

Ну а теперь Бернулли, которого так долго ждал Андрей Евгеньевич, говорит нам:
P+Ro*V*V/2=const

Гипотеза № 1. Давление осталось постоянным (видимо, это самая правдоподобная гипотеза, если давление на подаче стабилизировано регулятором).

В этом случае при уменьшении плотности в 1,00261 раз, скорость воды на подаче возросла в Корень(1,00261)=1,0013 раз. С учетом того, что массовый расход пропорционален произведению плотности на скорость, получим теоретическое уменьшение массового расхода в 1,0013 раз.
Часовая масса М1 до «дефекта масс» была равна 827,686 т, а в момент «дефекта масс» 826,786 т, их отношение равно 827,686/826,785=1,0011.
Вполне хорошее совпадение теории и практики, особенно если обратить внимание на наличие погрешностей измерения, пренебрежение в этих рассуждениях тепловым расширением трубопровода и т.п. мелких факторов.
Величина «дефекта масс» может быть оценена примерно следующим образом: скачок температуры на 4 град С вызывает «дефект масс» на 0,1%.

Гипотеза № 2. Скорость осталась постоянной.

В этом случае получим увеличение давления и «дефект масс» в размере 0,26%.

Гипотеза № 3. И скорость и давление изменились.

В этом случае получим некий средний результат «дефекта масс» в размере от 0,1% до 0,26% на 4 град С.

Физическая суть явления «дефекта масс» состоит в том, что при резких перепадах температуры (на подаче, или на обратке в результате резкого увеличения теплосъема) на коротких интервалах времени происходит либо накопление дополнительной массы (дополнительной – в смысле к стационарному температурному режиму) в трубопроводе, либо рассасывание этой массы из трубопровода. Но среднее значение «дефекта масс» на длинных интервалах времени – равно нулю.

28-1.png

Аватара пользователя
Aleksey
Гуру форума
Posts in topic: 3
Сообщения: 1713
Зарегистрирован: 14 окт 2011, 21:54
Откуда: Приморский край, г.Уссурийск
Благодарил (а): 2 раза
Поблагодарили: 4 раза
Контактная информация:

Дефект масс в закрытой системе

#35

Непрочитанное сообщение Aleksey » 03 фев 2012, 06:32

Вячеслав Шутиков писал(а): Как видим, плотность воды уменьшилась в 1,00261 раз.[/attachment]
Вячеслав Шутиков писал(а):Подача упала примерно на 0,1% и далее мы сделаем расчетную оценку этого "дефекта масс".[/attachment]
А меня исправили до 0,1% а все таки 0,26%

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#36

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 03 фев 2012, 14:15

Aleksey писал(а):Проверка в "боевых условиях" показывает что ДИС не обмануть. Интересный случай. Получается что на подаче масса упала на 0,3% где-то.
Вячеслав Шутиков писал(а): Подача упала примерно на 0,1% и далее мы сделаем расчетную оценку этого "дефекта масс".
Aleksey писал(а): А меня исправили до 0,1% а все таки 0,26%
Алексей, исправил я правильно, поскольку речь шла о часовой массе на подаче в РЕАЛЬНОМ архиве, в котором «дефект масс» составил -0,11%:
Вячеслав Шутиков писал(а): Часовая масса М1 до «дефекта масс» была равна 827,686 т, а в момент «дефекта масс» 826,786 т, их отношение равно 827,686/826,785=1,0011.
Теоретически же, действительно мы можем ожидать в данных условиях до -0,26%.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#37

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 03 фев 2012, 16:43

Андрей Чигинёв писал(а):До Ёкселя руки сегодня не дотянулись, но более тщательнО посмотрел архивы ДИС на Г-4 за декабрь 2010 - март 2011. Абсолютно все ночные (дневных просто не было) провалы (M1-М2) в минус соответствуют резким скачкам Т1 вверх. Это уже что-то. Есть определенное характерное поведение давления в эти же часы - но с меньшей корреляцией.
Эффект действительно очень тонкий и поймать его пока чем-то кроме ДИС, думаю, невозможно.
Да, Андрей Викторович, я тоже внимательно посмотрел на Вашу картинку за январь 2011 года: все три случая легкого отрицательного "дефекта масс" сопровождались резкими скачками температуры на подаче и небольшим повышением давления. И каждый раз "дефект масс" уходил, как только переходной процесс завершался (по температуре в обратке).

Действительно, эффект тонкий, и поймать его чем-то, кроме ДИСа, невозможно. Для иллюстрации этого приведу картинку с разностью масс в том же январе 2011 на Г-4, измеренной ДИСом и ультразвуковым узлом учета. Понятно, что в ультразвуковом хаосе "дефект масс" не разглядеть.

Циркуляция в январе была около 1000 т/ч, при этом средний водоразбор - всего-то 1,3% !!! Почувствуйте разницу.
29.png

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#38

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 03 фев 2012, 18:48

Каханков Андрей писал(а):Вячеслав Иванович, что-то я от "Бернулли" здесь не углядел.
Андрей Евгеньевич, а теперь-то углядел ?

Каханков Андрей
Уважаемый форумчанин
Posts in topic: 4
Сообщения: 533
Зарегистрирован: 14 янв 2012, 04:22
Поблагодарили: 1 раз

Дефект масс в закрытой системе

#39

Непрочитанное сообщение Каханков Андрей » 03 фев 2012, 20:03

Вчяеслав Иванович, да углядел, углядел. Беру назад свои слова о некорректности постановки задачи.
Впрочем, несовпадение часовых масс для протяженных магистралей имеет место быть для любых типов расходомеров, я и сам частенько рекомендовал тепловым инспекторам смотреть не только часовые, но и суточные массы. И несовпадение это обусловлено не только метрологическими характеристиками приборов, но и физическими явлениями. Другое дело, что отделить метрологию от физического явления стало возможно только с применением ДИСРППД. Твоя заслуга, безусловна в том, что сумел увидеть и отделить это явление, а главное сосчитать его величину. Как говорится - без арифметики нет науки.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 23
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Дефект масс в закрытой системе

#40

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 03 фев 2012, 20:43

Каханков Андрей писал(а):Вячеслав Иванович, да углядел, углядел. Беру назад свои слова о некорректности постановки задачи.
Замечательно, всегда приятно, когда есть единомышленники.
Каханков Андрей писал(а): Впрочем, несовпадение часовых масс для протяженных магистралей имеет место быть для любых типов расходомеров, я и сам частенько рекомендовал тепловым инспекторам смотреть не только часовые, но и суточные массы.
Для любых (обычных, а особенно ЭМР-ов) типов расходомеров несовпадение (и значительное) часовых масс имеет место быть НЕЗАВИСИМО от протяженности магистрали. И мы с тобой это знаем очень хорошо и более того, разглядывание суточных масс хоть вместе с тепловым инспектором, хоть без такового, - не улучшает уровня рассогласования.
Каханков Андрей писал(а):Другое дело, что отделить метрологию от физического явления стало возможно только с применением ДИСРППД. Твоя заслуга, безусловна в том, что сумел увидеть и отделить это явление, а гланое сосчитать его величину. Как говорится - без арифметики нет науки.
За доброе слово спасибо, а арифметику надо заменить на математическую физику, удивительное дело - стоит только правильно посчитать, так обязательно с практикой сойдется, вот зараза.

Посчитал я также три январских "дефекта масс" - так и оно тоже попадает в теоретический коридор.

Может посчитаешь на досуге поправку к этой оценке «дефекта масс» на тепловое расширение трубопровода, которой мы в первом приближении пренебрегли? :ugeek:

И еще одно наблюдение. Как видишь, на двух разных сильно закрытых магистралях мы обнаружили «дефект масс», составляющий всего-то 0,1%-0,2% от циркуляции с потрясающей ясностью и отчетливостью. Это еще одна иллюстрация к тому, с какой фантастической точностью ДИС сводит часовые массы в закрытой системе, как говорится, нам и не снилось.
Андрей Евгеньевич, чем дальше займемся ?

Ответить