Ткачук В. В. Удосконалення методу та засобів вимірювання енергетичних характеристик природного газу з використанням термоанемометрії

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0825U000032

Облікова картка дисертації

0825U000032.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 152 - Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка

28-02-2025

Спеціалізована вчена рада

PhD 7532

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Анотація

Ткачук В. В. Удосконалення методу та засобів для вимірювання енергетичних характеристик природного газу з використанням термоанемометрії. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 152 – Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка. Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Міністерство освіти і науки України, Івано-Франківськ, 2024. Дисертація присвячена вирішенню актуального науково-прикладного завдання у галузі вимірювання і контролю якісних та енергетичних параметрів природного газу – удосконалення методу та технічних засобів вимірювання якісних та енергетичних характеристик природного газу з використанням термоанемометрії. Об’єктом дослідження є теплофізичні процеси взаємодії термоанемометричного сенсора та рухомого робочого середовища з врахуванням впливу вологи, як одного із якісних показників природного газу, що безпосередньо впливає на його енергетичні характеристики. Предметом дослідження є засоби вимірювальної техніки, до складу яких входять термоанемометричні сенсори, їх математичні та метрологічні моделі. В роботі здійснено аналіз сучасного стану наукового, нормативного і технічного забезпечення при вимірюванні об’ємної та масової витрати з врахуванням енергетичних характеристик та якісних параметрів природного газу. У дисертаційній роботі вирішена теоретико-практична задача, що пов’язана із удосконаленням методу та засобів вимірювання енергетичних характеристик природного газу з використанням термоанемометрії. А саме врахування фізико-хімічних показників середовища, з подальшим моделюванням, апробацією теоретичних результатів та побудовою методико-концептуальних підходів задля вирішення поставлених цілей та завдань дослідження. У вступі розкрито актуальність проблеми визначення енергетичних та якісних характеристик газу методами та засобами термоанемометрії, обґрунтовано необхідність вирішення даних проблем та їх значущість, відображено зв’язок дисертаційної роботи з науковими програмами, планами, темами; сформульовано мету та поставлено основні завдання для даного напрямку дослідження; визначено об’єкт та предмет дослідження; вказано наукову новизну та викладено практичне значення отриманих результатів, зазначено особисті внески здобувача, які викладені в публікаціях за темою роботи, подано відомості про кількість публікацій автора та ступінь апробації роботи. У першому розділі проведено аналіз сучасного стану наукового, нормативного і технічного забезпечення при вимірюванні енергетичних та якісних характеристик вологого природного газу. Здійснено аналіз основних термінів і понять при дослідженні якісних і енергетичних характеристик у сфері обліку природного газу. Проведено аналіз нормативного забезпечення контролю енергетичних характеристик природного газу. Здійснено аналіз сучасних методів та засобів технічної реалізації дослідження енергетичних характеристик природного газу. Розглянуто сучасний стан наукових досліджень енергетичних характеристик природного газу. У другому розділі здійснено теоретичні дослідження процесу вимірювання енергетичних характеристик вологого природного газу. Теоретично досліджено вплив вологості природного газу на енергетичні характеристики. Змодельовано вплив компонентного складу та вологості природного газу на його теплофізичні характеристики. Досліджено вплив вологості повітря на теплофізичні та енергетичні характеристики при функціонуванні термоанемометричних сенсорів. Змодельовано функціонування термоанемометричних перетворювачів за умов газоводневих сумішей. Досліджено вплив швидкості руху та складу газового потоку на чутливість термоанемометричних перетворювачів. Змодельовано вплив вологи на градуювальну характеристику термоанемометричних сенсорів. У третьому розділі розроблено та проведено експериментальні дослідження вимірювальної техніки при функціонуванні на вологих газоплинних середовищах. Розроблено концепцію фізичного моделювання впливу вологи на роботу термоанемометричних сенсорів. Розроблено лабораторний стенд для дослідження впливу водяної пари на функціонування засобів термоанемометрії. Експериментально досліджено вплив вологого потоку на роботу термоанемометрів при вимірюванні витрати та об’єму. У четвертому здійснено метрологічний аналіз еталонної установки для відтворення масових витрат вологого повітря на базі теорії невизначеності. Ключові слова: природний газ, термоанемометр, вологість, енергетичні характеристики, якість, повітря, невизначеність, теплопровідність, теплоємність, витратомір, лічильник, тиск, температура, компонентний склад, трубопровід.

Читати повністю

Публікації

Середюк О. Є., Малісевич Н. М., Ткачук В. В., Середюк Д. О. Нові вимірювальні технології у побутових smart-лічильниках природного газу. Український метрологічний журнал. 2020. № 1A. С. 131 –132.

Середюк О. Є., Криницький О. С., Ткачук В. В. Сучасні тенденції розвитку термоанемометрії у сфері обліку природного газу. Український метрологічний журнал. 2020. № 3A. С. 51–55.

Середюк О. Є., Малісевич В. В., Ткачук В. В. Метрологічні дослідження еталонної установки для відтворення масових витрат вологого повітря. Український метрологічний журнал. 2023. № 1. С. 61–66.

Ткачук В. В., Середюк О. Є., Боднар Р. Т., Саманів Л. В. Моделювання впливу компонентного складу та вологості природного газу на його теплофізичні характеристики. Перспективні технології та прилади. 2021. № 18. С. 129–137.

Ткачук В. В, Середюк О. Є. Концепція фізичного моделювання впливу вологи на роботу термоанемометричних сенсорів. Методи та прилади контролю якості. 2023. № 1(50). С. 31–40.

Serediuk O., Malisevych V., Tkachuk V. Eksperymentalne badania wpływu wilgotnosci gazu ziemnego na ziałanie czujników termoanemometrycznych. Metrologia: studia i monografie. Opole: Politechnika Opolska. 2023. Vol. 585. P. 221–228

Середюк О. Є., Криницький О. С., Ткачук В. В., Жонса М. Оцінювання невизначеності калібрування еталонних лічильників малих типорозмірів на природному газі. Метрологія та вимірювальна техніка : зб. тез. доп. XII міжнар. наук.-тех. конф., 6–8 жовт. 2020 р., Харків, 2020. С. 160.

Ткачук В. В., Середюк О. Є. Дослідження впливу теплофізичних параметрів природного газу його термоанемометричних дослідженнях. Інформаційні технології в освіті, техніці та промисловості : зб. тез доп. всеукр. наук.-практ. конф. мол. уч. і студ., м. Івано-Франківськ, 8 жовт. 2020р. Івано-Франківськ, 2020. С. 220–221.

Середюк О. Є., Ткачук В. В., Саманів Л. В. Дослідження впливу вологості повітря на теплофізичні характеристики при функціонуванні термоанемометричних сенсорів. Приладобудування та метрологія: сучасні проблеми, тенденції розвитку: зб. тез ІV всеукр. наук.-практ. конф., м. Луцьк, 29-30 жовт. 2020 р. Луцьк, 2020. C. 82–84.

Середюк О. Є., Ткачук В. В. Моделювання впливу вологи природного газу при термоанемометричних вимірюваннях. Прикладні науково-технічні дослідження: зб. матер. V міжнар. наук.-прак. конф., м. Івано-Франківськ, 5–7 квіт. 2021 р. Івано-Франківськ, 2021. C. 222–224.

Ткачук В. В., Середюк О. Є. Моделювання функціонування термоанемометричних перетворювачів за умов газоводневих сумішей. Нафтогазова енергетика 2021: зб. матер. міжнар. конф., м. Івано-Франківськ, 21–24 вер. 2021 р. Івано-Франківськ, 2021. С. 209–211.

Ткачук В. В. Дослідження алгоритмів визначення теплопровідності природного газу. Інформаційні технології в освіті, техніці та промисловості: зб. тез доп. всеукр. наук.-практ. конф. мол. уч. і студ., м. Івано-Франківськ, 7 жовт. 2021 р. Івано-Франківськ, 2021. С. 131–132.

Ткачук В. В., Середюк О. Є. Лабораторний стенд для дослідження впливу водяної пари на функціонування засобів термоанемометрії. Приладобудування: стан і перспективи: зб. матер. XХІ міжнар. наук.-тех. конф., м. Київ, 17–18 трав. 2022р. Київ, 2022. С. 233–234.

Ткачук В. В., Середюк О. Є., Саманів Л. В. Методологія дослідження теплофізичних характеристик газового середовища засобами термоанемометрії. Прогресивні напрямки розвитку автоматичних технологічних комплексів: зб. наук. пр. VII міжнар. наук.-тех. конф. з пробл. вищ. осв. і наук., м. Луцьк, 28–30 трав. 2022р. Луцьк, 2022. С. 151–152.

Ткачук В. В., Середюк О. Є. Дослідження впливу теплофізичних характеристик газового середовища на чутливість термоанемометричного перетворювача. Інформаційні технології в освіті, техніці та промисловості: зб. тез доп. всеукр. наук.-практ. конф. мол. уч. і студ., м. Івано-Франківськ, 13 жовт. 2022 р. Івано-Франківськ, 2022. С. 131–132.

Ткачук В. В., Середюк О. Є. Дослідження впливу швидкості руху та складу газового потоку на чутливість термоанемометричних перетворювачів. Інформаційно-вимірювальні технології ІВТ-2022: зб. тез доп. міжнар. наук.-прак. конф., м. Львів, 9–10 лист. 2022 р. Львів, 2022. С. 127–128.

Serediuk O.Y., Malisevych V.V., Serediuk D.O., Tkachuk V.V., Dzividzinska I.S. Metrological model of the reference installation for the reproduction of moist air flow based on the concept of uncertainty. Uncertainty in Measurement: Scientific, Normative, Applied and Methodical Aspects: XIX International Scientific and Technical Seminar, Sozopol, December 7–8 2022. Bulgaria, 2022. P. 38–40.

Середюк О.Є., Малісевич В.В., Середюк Д.О., Ткачук В.В. Установка для перевірки витратомірів і лічильників газу. Інтелектуальний продукт вчених, винахідників і раціоналізаторів Прикарпаття: XIV випуск щорічного каталогу найвагоміших винаходів, корисних моделей, промислових зразків і раціоналізаторських пропозицій Галицьких кмітливців. м. Івано-Франківськ, 2023. С. 36-37.

Установка для перевірки витратомірів і лічильників газу / О. Є. Середюк, В. В. Малісевич, Д. О. Середюк., В. В. Ткачук: пат. 153729 U Україна: МПК (2023.01) G01F 25/00. № u 202301207; заявл. 23.03.2023; опубл. 16.08.2023, Бюл. № 33. 4 с.

Читати повністю

Схожі дисертації

0825U000021

Максим'юк Сергій Орестович

Удосконалення інформаційно-вимірювальних систем якості і транспортування енергоресурсів на засадах їх енергетичної цінності

0824U002821

ГОЛОДЮК Володимир Сергійович

Методи та засоби динамiчних вимiрювань параметрiв обертального руху електричних машин

0824U002681

Сорока Назарій-Андрій Юрійович

Інформаційно-вимірювальне забезпечення робіт пов’язаних з декарбонізацією постачання природного газу

0824U002647

КОМПАНЕЦЬ Дмитро Миколайович

Динамічні вимірювання параметрів потоку нафтопродуктів витратоміром Коріоліса

0824U002606

Назаркевич Ігор Богданович

Калібрування УЗ сенсорів лінійного переміщення з допомогою лазерного інтерферометра