【摘要】：隨著科學技術的進步,關于流量測量方面的方法已經(jīng)被各領域所采納。以孔板、噴嘴、文丘里管為代表的差壓式流量計已在流量檢測方面得到了成功應用,然而孔板等差壓式流量計由于自身結構上的不足——即采用中心收縮方式來獲得差壓的方法,帶有一些缺點,如:量程比小、易磨損、壓損大等。針對上述不足,人們對測量裝置的優(yōu)化改進工作一直在進行。近些年來,V錐流量計的出現(xiàn)使人們對差壓式流量計有了更新的認識。它從根本上摒棄了流體向管道中心收縮的節(jié)流方式,而是利用同軸安裝在管道中的圓錐將流體收縮到管道內管壁,通過測量此錐體前后差壓達到測量的目的。V錐流量計是國際上普遍看好的新一代差壓式流量計。據(jù)國內外文獻1、2、3、4介紹,它與傳統(tǒng)的差壓流量計相比具有突出的優(yōu)點,即V錐流量計有較強的自整流功能,因此對于流量計的前直管段要求較短,可以實現(xiàn)在較小的空間內進行安裝;具有抗污能力強,具有持久耐用的特點;V錐流量計的壓力損失小可以降低能耗;V錐結構并無可動部件,使得V錐具有很好的重復性;V錐流量計的量程比寬,即它的線性度好,從而使其精度較高。V錐流量計具有以上優(yōu)點的同時也存在著缺陷,由于V錐流量計內錐型節(jié)流裝置通過懸臂安裝的方式固定在管道中心,工作時將承受很大的載荷以及流體的沖擊,若制造或安裝出現(xiàn)誤差使V錐承受很大的非對稱載荷,支撐部分承受很大的應力和應變,輕則會導致測量結果出現(xiàn)誤差,降低流量計的精度,重則會使V錐脫落降低流量計的使用可靠性。本文對V錐流量計的結構進行了可靠性分析與結構優(yōu)化設計,使得優(yōu)化設計后的結構具備了更高的可靠性且整體的結構更優(yōu)的特點。進行V錐流量計可靠性優(yōu)化設計前,需要對流量計的節(jié)流裝置進行流體力學的模擬仿真,得到流體作用在錐形結構上的壓力情況,接著進行結構的有限元分析,最后進行的是可靠性分析和優(yōu)化設計。論文最后對優(yōu)化的結構進行流體的標定分析,通過標定后的流量計發(fā)現(xiàn),優(yōu)化后的結構與優(yōu)化前的流出系數(shù)相差|0.0005|,因此可以得出,優(yōu)化后的結構并沒有影響到流量計的使用特性,同時,本文也同時實驗模擬的方法得出了,節(jié)流裝置尾部出現(xiàn)上下擺動時對測量穩(wěn)定性的影響,當波動量在小的范圍內時,對測量穩(wěn)定性的影響較小;隨著波動量的增加,對測量穩(wěn)定性的影響就越來越突顯。
【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH814

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本文編號：2566624