Application of the Correlation Measurement Method for Reconstructing of the Velocity Profile with Spatial and Temporal Discretization in Studies of the Hydrodynamics of Turbulent Flows Based on the Matrix Conductometry Method

Применение корреляционного метода измерений для восстановления профиля скорости с пространственной и временной дискретизацией при исследованиях гидродинамики турбулентных потоков на базе метода матричной кондуктометрии

Bibliographic entry

Application of the Correlation Measurement Method for Reconstructing of the Velocity Profile with Spatial and Temporal Discretization in Studies of the Hydrodynamics of Turbulent Flows Based on the Matrix Conductometry Method = Применение корреляционного метода измерений для восстановления профиля скорости с пространственной и временной дискретизацией при исследованиях гидродинамики турбулентных потоков на базе метода матричной кондуктометрии / S. M. Dmitriev [et al.] // Приборы и методы измерений. – 2021. – Т. 12, № 4. – С. 292-300.

Abstract

The correlation method for measuring of the coolant flow rate is used in the operation of nuclear power plants and is widespread in research practice including study of turbulent flows hydrodynamics. However the question of its applicability and possibilities in studies using the matrix conductometry method remains open. Earlier the algorithm for determining of the correlation flow rate using a conductometric measuring system was highlighted and the error of the results obtained was estimated and the dependence of the influence of noise and the time of data collection on the reliability of results was investigated. These works were carried out using two independent mesh sensors and the issue of the resolution of local velocity components was not covered. The purpose of this work was to test the correlation method for measuring velocity with temporal and spatial sampling using two-layer mesh conductometric sensors. As the result velocity cartograms were obtained over the cross-section of the experimental model with quasi-stationary mixing and the value of the average flow rate is in good agreement with the values obtained from the standard flow meters of the stand. Also measurements were carried out at a non-stationary setting of the experiment and realizations of the flow rate and velocity components of the flow at the measuring points were obtained. Analysis of the obtained values allows to conclude about the optimal data collection time for correlation measurements, as well as the reliability of results.

Abstract in another language

Корреляционный метод измерения расхода теплоносителя применяется при эксплуатации ядерных энергетических установок и широко распространен в исследовательской практике, в том числе, для изучения гидродинамики турбулентных потоков. Однако вопрос о его применимости и возможностях при исследованиях с использованием метода матричной кондуктометрии остается открытым. В ранее проведенных работах был освещён алгоритм определения корреляционного расхода с использованием кондуктометрической измерительной системы и оценена погрешность полученных результатов, а также была исследована зависимость влияния шума и времени сбора данных на достоверность полученных результатов. Однако, данные работы были проведены с использованием двух независимых сетчатых датчиков и вопрос о разрешении локальных скоростных компонент не был освещён. В связи с этим целью данной работы являлось проведение апробации корреляционного метода измерения скорости с временной и пространственной дискретизацией с использованием двухслойных сетчатых кондуктометрических датчиков. Получены картограммы скорости по сечению экспериментальной модели при квазистационарном смешении, а значение среднерасходной скорости хорошо согласуется со значениями, полученными со штатных расходомеров стенда. Проведены измерения при нестационарной постановке эксперимента и получены реализации расхода и скоростных компонент потока в измерительных точках. Анализ полученных значений позволяет сделать вывод об оптимальном времени сбора данных при корреляционных измерениях, а также о достоверности полученных результатов.