【摘要】：非滿管是指流體未充滿管道截面的一種工況。由于非滿管工況下流體的液位高度是瞬時(shí)變化的,因此很難準(zhǔn)確測量管內(nèi)流體的液位高度值。電磁流量計(jì)因具有耐腐蝕、測量精度較高且受管內(nèi)流場分布較小等優(yōu)勢,故一般采用電磁法對非滿管污水流量進(jìn)行測量。但因其測量電極必須浸入流體才能獲得測量信號,因此難以采集流體液位高度低于0.1D(管徑的10%)時(shí)的測量信號。且流量計(jì)內(nèi)設(shè)有多對電極,一旦某一電極出現(xiàn)問題,就需要更換整個(gè)流量計(jì),增加了成本。為解決流體液位高度低于0.1D時(shí)流量測量難的問題,本文提出了一種新型的非滿管流量計(jì)量方法:基于連通管原理利用高精度壓力傳感器測得流體液位高度值,通過液位-流量函數(shù)模型處理后得到流經(jīng)被測管道的精確流量值。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前在被測管道合適位置處外接一U型連通管,基于計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)(CFD)仿真技術(shù)對管道內(nèi)氣液兩相流流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行仿真,得到U型連通管需選用的直徑大小及最佳安裝位置。選擇100mm作為被測管徑,根據(jù)仿真結(jié)果得出:U型連通管管徑應(yīng)選為0.02m,且連通管安裝位置應(yīng)選擇在管道距離入水口 1m～2.5m位置處。由仿真結(jié)果搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),基于水力學(xué)法初步建立液位-流量模型,通過實(shí)驗(yàn)校正該模型。將系統(tǒng)輸出的流量結(jié)果與電磁流量計(jì)計(jì)量結(jié)果進(jìn)行比對。結(jié)果表明,在保證管道順暢的條件下,當(dāng)流體的液位高度不高于管徑的10%時(shí),測量誤差2%,重復(fù)性誤差為1.45%,驗(yàn)證了測量方法的可靠性。本文提出的測量方法突破了傳統(tǒng)非滿管流量計(jì)難以計(jì)量液面高度在0.1D以下的流體流量的局限性,規(guī)避了內(nèi)置液位計(jì)造成的損失大精度低磨損嚴(yán)重的問題。液位測量裝置外置于U型管中,便于安裝與維護(hù)。大大降低了成本,對非滿管污水流量計(jì)量的研究具有一定意義。
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH814
【圖文】：

圖１－３液位測量裝置原理圖逡逑但在市面上目前還沒有成熟的非滿管電磁流量計(jì)出現(xiàn)。其中上海大學(xué)通過逡逑對非滿管電磁流量計(jì)進(jìn)行研發(fā)，提出了一種新的液位測量方法，如下圖１－３所逡逑示。其測量原理為：在管道內(nèi)壁安裝一對長弧形電極來獲取流體的流速信號及逡逑液位信號。在其底部位置安裝一對激勵(lì)電極。依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，對氏逡逑弧形電極分別施加勵(lì)磁激勵(lì)與電壓激勵(lì)，得到對應(yīng)的流速信號與液位信號。當(dāng)逡逑是施加勵(lì)磁激勵(lì)時(shí)獲得流速信號，關(guān)閉勵(lì)磁激勵(lì)，施加恒定的交流電壓信號，逡逑依據(jù)管道中流體電阻勹流體充滿度的關(guān)系，由獲得的屯ｍ信號得出對應(yīng)的液位逡逑值，通過計(jì)算得出最終的流量測量值。逡逑（２）非滿管超聲波流量計(jì)逡逑同理，非滿管超聲波流量計(jì)也是利川流速倍號乘以管內(nèi)流體橫截面積的方逡逑法來得到流量�，F(xiàn)己Q嚥煌嘈偷姆鍬艸髁考疲味恰ｅ義

本文編號：2720987