CC BY
24
Розроблено методику візуалізації структури неуста-лених потоків рідин в круглих трубах. Виготовлено діючу експериментальну установку, яка забезпечує кіно-та фотореєстрацію структури реальних нестаціонарних потоків рідин в круглих трубопроводах.
Для вимірювань швидкостей потоків рідин використаний лазерний допплерівський вимірювач швидкості, придатний для вимірювань швидкостей потоків рідин і газів у місцевих опорах круглих трубопроводів, а також у круглих трубах з криволінійною повздовжньою віссю.
Література
1. Гнатів, Р. М. Експериментальні дослідження періодичних не-усталених течій в трубах [Текст] / Р М. Гнатів, І. П. Вітрух // Промислова гідравліка і пневматика. — 2009. — № 4(26). — С. 28—31.
2. Гнатів, Р М. Фізичні дослідження неусталених потоків лазерним допплерівським вимірювачем швидкості [Текст] / Р М. Гнатів, В. Ю. Петринець, В. В. Чернюк // Вісник НУВГП. — 2009. — Вип. 3(47). — С. 264—268.
3. Букреев, В. И. Экспериментальное исследование энергии турбулентности при неустановившемся течении в трубе [Текст] / В. И. Букреев, В. М. Шахин // Динамика сплошной среды. — 1975. — Вып. 22. — С. 65—74.
4. Шахин, В. М. Проверка некоторых математических моделей неустановившегося турбулентного течения в трубе [Текст] / В. М. Шахин // Динамика сплошной среды (CO AH CCCP). — 1976. — Вып. 27. — С. 152—158.
5. Kirmse, R. Experimented Untersuchungen pulsierend turbulenter Wasserströmun-gen in geraden Kreiskohr unter Verwendungeines Laser-Doppler-Anemometers [Text] / R. Kirmse // Diss. Dokt. Jng. Tech. Univ. München. — 1976. — 110 р.
6. Mizushina, T. Structure of the turbulence in pulsating pipe flows [Text] / T. Mizushina, T. Maruyama, H. Hirasawa // J. Chem. Engn. Japan. — 1975. — № 8, No. 3. — P. 210—216.
7. Maruyama, T. Transition to turbulence in starting hipe flows [Text] / T. Maruyama, Y. Kato, T. Mizushina // J. Chem. Engn. Japan. — 1978. — № 11, No. 5. — P. 346—353.
8. А. с. 1679384 СССР, МКИ G 01Р 3/36. Лазерный доплеровский измеритель скорости потока жидкости [Текст] / А. С. Ники-
форов, А. В. Бонч-Бруевич, В. В. Чернюк и др. (СССР). — № 4748853/10; Заявлено 16.10.89; Опубл. 23.09.91, Бюл. № 35. — 4 с.
9. Чернюк, В. В. Визуализация структуры потока жидкости в местных сопротивлениях круглых трубопроводов и каналах переменного сечения [Текст] / В. В. Чернюк // Труды II Межреспубл. конф. «Оптические методы исследования потоков». — Новосибирск: Ин-т теплофизики СО РАН. — 1993. — С. 91—92.
10. Гнатив, Р. М. Влияние геометрических характеристик местных сопротивлений на эффект Томса [Текст] : дис. канд. техн. наук / Р. М. Гнатив. — М., 1991. — 189 с.
11. Гнатів, Р М. Дослідження методами візуалізації неусталеного руху плинного середовища в трубопроводах гідравлічних систем [Текст] / Р М. Гнатів, І. Ф. Рип’як, В. В. Чернюк // Промислова гідравліка і пневматика. — 2010. — № 1(27). — С. 47—51.
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ ПОТОКА С ИЗМЕРЕНИЕМ ПОЛЕЙ СКОРОСТЕЙ ПРИ НЕУСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ
На основании проведенного анализа научных работ о не-установившимся движении жидкости в трубах установлено, что наиболее точное изучение структуры потока можно получить путем визуализации потока в сочетании с измерением полей скоростей и характеристик турбулентности.
Обосновано использование лазерного доплеровского измерителя скорости для исследования структуры нестационарного потока жидкости. Разработана методика исследований потоков при помощи скоростной киносъемки и фотосъемки.
Ключевые слова: неустановившейся, нестационарный, движение жидкости, распределение скоростей, структура потока, визуализация потока.
Гнатів Роман Маріанович, кандидат технічних наук, доцент, кафедра гідравліки і сантехніки, Національний університет «Львівська політехніка», Україна, e-mail: roman.gnati-v@mail.ru.
Гнатив Роман Марианович, кандидат технических наук, доцент, кафедра гидравлики и сантехники, Национальный университет «Львовская политехника», Украина.
Gnativ Roman, National University «Lviv Polytechnic», Ukraine, e-mail: roman.gnati-v@mail.ru
УДК 621.396.96
Карлов В. А. СВОЙСТВА Е-ПЛОСКОСТНЫХ
ВОЛНОВОДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ
Представлен анализ основных параметров двенадцатиполюсного крестообразного преобразователя анализатора комплексного коэффициента отражения. Исследованы фазовые сдвиги между эквивалентными зондами-плечами измерительного канала преобразователя в зависимости от частоты и геометрических размеров многоплечей отсчетной неоднородности. Показано, что четырехзондовая модель преобразователя справедлива только для случая одномодового режима, как во входных плечах делителя, так и в области многоплечей неоднородности.
Ключевые слова: векторный анализатор цепей, четырехплечая неоднородность, коэффициент отражения.
1. Введение радиоизмерительного комплекса не только для обра-
ботки полученных результатов, но и для управления
Основные успехи в области СВЧ измерений связаны процессом измерения. Сформировался и находится на с использованием микропроцессов и ЭВМ в составе стадии исследования новый класс приборов — векторные
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 5/5(13], 2013, © Карлов В. А.
анализаторы цепей (ВАЦ), предназначенные для измерения комплексного отношения СВЧ волн в широкой полосе частот [1].
Одним из перспективных методов при создании ВАЦ миллиметрового диапазона является метод двенадцатиполюсного рефлектометра (ДПР) [2]. В отличие от согласованных 12-ти полюсных измерительных преобразователей ДПР, в измерительном плече «крестообразного» анализатора комплексного коэффициента отражения возникают переотражения (стоячая волна) между неоднородностью исследуемой нагрузки и входной неоднородностью Е-креста.
2. Анализ литературных данных и постановка проблемы
В согласованных «12-ти полюсных» измерительных преобразователях (ИП) [3] происходит векторное суммирование опорной волны генератора и волны, отраженной от исследуемой неоднородности, поэтому математическая и геометрическая модели строятся непосредственно на комплексной плоскости исследуемого коэффициента отражения (Г-плоскости).
При использовании в преобразователе Е-плоскост-ного делителя-рассеивателя на его неоднородности происходит дисперсия распространяющихся в прямоугольном волноводе волн от генератора и отраженных от исследуемой неоднородности. С оптической точки зрения измерительный канал Е-креста имеет оптическую ось с пространственно разнесенными неоднородностями [4].
Простая конструкция крестообразных волноводных делителей мощности позволяет аттестовать их по геометрическим размерам и построить электродинамическую модель для численного нахождения коэффициентов матрицы рассеяния [5]. Как показано в статье [6], матрица рассеяния Е-плоскостного делителя мощности формируется на основе высших типов волн.
При построении электродинамической модели Е-креста предполагается, что неоднородность возбуждается сторонней магнитной нитью с током (вектором Герца П (xM), который параллелен оси цилиндра). Решается скалярная задача по дисперсии продольных волн на многоплечей неоднородности с цилиндрической симметрией. Источниками вторичных волн в выходных плечах делителя являются неоднородные граничные условия при решении соответствующей краевой задачи Неймана методом частичных пересекающихся областей [7]. Неоднородные граничные условия являются такими же источниками электромагнитного поля, как и сторонний источник [8]. Следовательно, вторичные рассеянные продольные LE-волны возбуждает магнитная компонента Hx(y,z) при x = const. Поэтому эквивалентную схему Е-плоскостных Х-сочленений можно представить в виде строго последовательного расположения магнитных зондов-плеч [9].
В статье анализируются основные параметры двенадцатиполюсного «крестообразного» преобразователя анализатора комплексного коэффициента отражения: фазовые сдвиги между эквивалентными зондами-плечами измерительного канала преобразователя в зависимости от частоты и геометрических размеров многоплечей отсчетной неоднородности.
3. Математическое моделирование и экспериментальные исследования эквивалентной схемы крестообразного преобразователя
На рис. 1 показан графический интерфейс для анализа фазовых сдвигов между эквивалентными зондами Е-плоскостных Х-сочленений.
1.0
0,
_i 0.6 I 0.4
Z 0.2
0.0
107.] [59 72 \ 120.9E
\
J P2 і P3\ P4
in
1 ! \
150.0 200.0
Phase RC
250.0 300.0
Dl= 12.5 D2=
SO.7 б
D3= 18.5 D4=
■ IS dB
Рис. 1. Графический интерфейс для анализа основных свойств Е-плоскостных Х-сочленений: а — геометрическая модель преобразователя на G-плоскости; б — зависимость фазовых сдвигов от модуля КО; в — зависимость разности фазовых сдвигов от частоты
На рис. 1, а, показана геометрическая модель 14-по-люсного крестообразного ИП на комплексной плоскости виртуального КО G.
На рис. 1, б приведены кривые местоположений зондов-индикаторов в зависимости от модуля КО исследуемой нагрузки для частоты F = 38 GHz. С уменьшением модуля КО параметры ИП приближаются к идеальным.
На рис. 1, в показаны частотные зависимости фазовых сдвигов между соседними эквивалентными зондами при заданном модуле КО |Г|= RC = 1,0.
a
в
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 5/5(13), 2013
17 J
При проведении экспериментальных исследований методом вибрирующей нагрузки [10], из анализа показаний индикаторов мощности находятся реальные фазовые сдвиги между эквивалентными зондами. Это позволяет откорректировать геометрические размеры многоплечей неоднородности, которые используются в электродинамической модели, до нескольких микрон, при известной частоте генератора. По результатам экспериментальных исследований расхождения между численными и расчетными значениями фазовых сдвигов составили, примерно, один градус для 12-ти полюсного ИП.
Из анализа основных параметров многоплечих Х-со-членений следует, что их можно использовать в измерительных преобразователях анализаторов комплексного коэффициента отражения только в том случае, если и в прямоугольных волноводах делителя, и в неоднородной области сочленения выходных плеч сохраняется одномодовый режим. В противном случае, происходит пространственная перефокусировка взаимных расположений оптических неоднородностей делителя-рассеивателя. Происходит «разрушение» эквивалентной схемы делителя, которая построена в рамках теории цепей.
5. Выводы
Основными параметрами Е-плоскостных крестообразных преобразователей являются фазовые сдвиги между соседними плечами-зондами. Разработанный графический интерфейс позволяет настроить крестообразный делитель мощности на реальные фазовые сдвиги и, в дальнейшем, использовать его в качестве встроенного многопараметро-вого эталона для калибровки внешних нагрузок.
Литература
1. Li, C. A novel six-port circuit based on four quadrature hybrids [Text] / C. Li, H. Zhang and P. Wang // International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering. — 2010. — Vol. 20. — Р. 128—132.
2. Engen, G. F. The six-port reflectometer: an alternative network analyzer [Text] / G. F. Engen // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — 1977. — V. MTT-25, № 12. — P. 1075—1080.
3. Карлов, В. А. 26-ГГц векторный анализатор цепей [Текст] / В. А. Карлов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2012. — № 6/11(60). — С. 52—55.
4. А.с. СССР № 1814076, кл. G 01 R 27/06. Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения / Е. Л. Бар-
ташевский, В. Ф. Борулько, В. А. Карлов, В. В. Лысоконь, И. В. Славин. — 1992.
5. Карлов, В. А. 30-ГГц крестообразный анализатор комплексного коэффициента отражения [Текст] / В. А. Карлов, К. К. Тарасов // 22-я Международная Крымская конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии». — Севастополь, 2012. — С. 807—808.
6. Карлов, В. А. Учет числа высших типов волн в электродинамической модели крестообразного анализатора комплексного коэффициента отражения [Текст] : сб. докл. / В. А. Карлов // VI-я МНК «Актуальные вопросы современной техники и технологии». — Липецк, 2012. — С. 74—81.
7. Прохода, И. Г. Метод частичных пересекающихся областей для исследования волноводно-резонаторных систем сложной формы [Текст] / И. Г. Прохода, В. П. Чумаченко // Изв. вузов. Радиофизика. — 1973. — Т. 16, № 10. — С. 1578—1581.
8. Морс, Ф. М. Методы теоретической физики [Текст] / Ф. М. Морс, Г. Фешбах. — Т. 1. — М.: ИЛ, 1958. — 1960 с.
9. Karlov, V. Equivalent circuit of X-shaped converter of complex reflection coefficient analyzer [Text] / V. Karlov // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. — 2013. — № 4/9(64). — С. 8—11.
10. Карлов, В. А. Быстродействующий измеритель комплексного коэффициента отражения миллиметрового диапазона [Текст] : сб. докл. / В. А. Карлов // II-я МНЗК «Актуальные вопросы современной техники и технологии». — Липецк, 2010. — С. 135—138.
ВЛАСТИВОСТІ Е-ПЛОЩИНИХ ХВИЛЕВОДНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ КОМПЛЕКСНОГО КОЕФІЦІЄНТУ ВІДБИТТЯ
Представлено аналіз головних параметрів дванадцятиполюс-ного хрестоподібного перетворювача аналізатору комплексного коефіцієнту відбиття. Проведено дослідження фазових зсувів між еквівалентними зондами-плечима вимірювального каналу перетворювача в залежності від частоти та геометричних розмірів багатоплечої відлікової неоднорідності. Показано, що чотирьохзондова модель перетворювача достовірна тільки у випадку одномодового режиму, як у вхідних плечах дільника, так і у області багатоплечої неоднорідності.
Ключові слова: векторний аналізатор кіл, чотирьохплеча неоднорідність, коефіцієнт відбиття.
Карлов Владимир Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной и компьютерной радиофизики, Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гон-чара, Украина, е-mail: cdep@mail.dsu.dp.ua.
Карлов Володимир Анатолійович, кандидат технічних наук, доцент, кафедра прикладної та комп’ютерної радіофізики, Дніпропетровський національний університет імені Олеся Гончара, Україна.
Karlov Volodymyr, Dnipropetrovsk national university Oies Honchar, Ukraine, е-mail: cdep@mail.dsu.dp.ua
УДК 330.34.002.68
Малєй 0. В. УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ У СФЕРІ ПОВОДЖЕННЯ З ВІДХОДАМИ
У роботі досліджено сучасну систему управління у сфері поводження з відходами в Україні. Визначено деякі відмінності у вітчизняній системі управління у порівнянні з розвиненими країнами світу. Виявлено основні негативні аспекти діючої системи управління у сфері поводження з відхо -дами. Запропоновано шляхи вдосконалення системи управління у сфері поводження з відходами.
Ключові слова: економічний механізм, система управління, мінімізація відходів, поводження з відходами, економічні важелі.
1. Вступ
В Україні докладено значних зусиль зі створення системи управління у сфері поводження з відходами
та її нормативно-правового і економічного забезпечення. Її формування та становлення характеризується непослідовністю цих процесів. Негативними ознаками існуючої системи управління платежами у сфері
І 18
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 5/5(13], 2013, © Малєй О. В.
