【摘要】：流量測量是計量科學(xué)技術(shù)的重要組成部分,它與國民生活、國際貿(mào)易、國防建設(shè)、環(huán)境保護等方方面面都有著密切的聯(lián)系。差壓流量計是使用范圍最廣的一種流量計,是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣、液流量的最常用的一種測量儀表。本文以原有內(nèi)外管差壓流量計為基礎(chǔ),以提高流量計的靈敏度、準確性與節(jié)能性為目的,從節(jié)流件結(jié)構(gòu)與取壓方式兩方面入手,對內(nèi)外管差壓流量計進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。提出了一種新型內(nèi)外管差壓流量計節(jié)流件結(jié)構(gòu),即在原有內(nèi)外管差壓流量計內(nèi)管前端增加了進口管段與收縮管段,使進入內(nèi)管的流體經(jīng)過先收縮加速后擴張減速的過程,同時使進入內(nèi)外管之間的流體經(jīng)過先擴張減速后收縮加速的過程。在內(nèi)外管流體速度相差最大,即壓力相差最大的中間管段取壓,便可取得最大的差壓值。通過運用三維CFD仿真軟件,對不同收縮角、擴張角、等效節(jié)流比的內(nèi)外管差壓流量計進行仿真,對比分析不同結(jié)構(gòu)內(nèi)外管差壓流量計的性能。選取優(yōu)化后的新型內(nèi)外管差壓流量計與相同內(nèi)徑的原有內(nèi)外管差壓流量計、反向流通內(nèi)外管差壓流量計進行仿真對比,在入口速度為3m/s的情況下,新型內(nèi)外管差壓流量計差壓值是原有內(nèi)外管差壓流量計差壓值的3.4倍,是反向流通內(nèi)外管差壓流量計差壓值的2.6倍,靈敏度有較大提升;新型內(nèi)外管差壓流量計壓損比是原有內(nèi)外管差壓流量計壓損比的1/5,是反向流通內(nèi)外管差壓流量計壓損比的1/4,節(jié)能性有較大提升。提出了一種新的差壓流量計取壓方式,將原有內(nèi)外管差壓流量計同一截面對稱取壓的方式優(yōu)化為同一截面同一位置外取壓管嵌套內(nèi)取壓管的單端取壓方式。經(jīng)優(yōu)化后的新型取壓方式保證了流量計無論是豎直測量還是水平測量時取壓面均在同一高度,消除了取壓管路液位差引起的測量誤差,并且簡化了取壓管路連接的復(fù)雜程度,使其與差壓變送器連接更加簡單方便。制作了新型內(nèi)外管差壓流量計實驗樣機,并分別進行了水流量與氣流量實驗。水流量實驗在流量范圍2m~3/h~24m~3/h內(nèi)選取12個工況點,重復(fù)測量3次。實驗結(jié)果表明該型內(nèi)外管差壓流量計在大流量階段性能穩(wěn)定,流出系數(shù)穩(wěn)定在1.0附近,壓損比在0.15附近,具有較好的節(jié)能性。利用數(shù)據(jù)處理軟件對水流量流出系數(shù)曲線進行擬合,得到水流量流出系數(shù)C的擬合模型,將該模型與新型內(nèi)外管差壓流量計的流量計算模型相結(jié)合,得到新型內(nèi)外管差壓流量計水流量測量模型。經(jīng)驗證,水流量測量模型相對誤差在±0.7%以內(nèi)。氣流量實驗在流量范圍50m~3/h~280m~3/h內(nèi)選取6個工況點,重復(fù)測量3次,利用數(shù)據(jù)處理軟件對氣流量流出系數(shù)曲線進行擬合,得到新型內(nèi)外管差壓流量計氣流量測量模型。經(jīng)驗證,氣流量測量模型相對誤差在±1.4%以內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH814

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 于洪仕;張濤;許文達;;節(jié)流孔倒角對多孔孔板流量計流場特性的影響[J];電子測量與儀器學(xué)報;2015年09期

2 李自喜;;兩種新型氣體流量計在氣田使用性能比對分析[J];工業(yè)計量;2014年04期

3 方立德;張W

本文編號：2727093