【摘要】：流量計(jì)是重要的計(jì)量儀器,其廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等各個(gè)領(lǐng)域,和生產(chǎn)生活息息相關(guān)。流量測(cè)量一般分為兩類:穩(wěn)態(tài)流量測(cè)量和動(dòng)態(tài)流量測(cè)量。動(dòng)態(tài)流量的測(cè)量對(duì)于評(píng)價(jià)伺服閥、比例閥等控制元件的動(dòng)態(tài)特性、流量反饋控制及液壓參數(shù)測(cè)試研究都有著非常重要的作用,所以更精確、更快速的動(dòng)態(tài)流量測(cè)量已成為現(xiàn)代精確控制研究的前提。雖然近些年提出了一些新的測(cè)量原理與方法,但目前市場上還沒有出現(xiàn)一款既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的動(dòng)態(tài)流量計(jì),因此動(dòng)態(tài)流量的測(cè)量一直都是國內(nèi)外學(xué)者們研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本文采用三點(diǎn)壓力測(cè)量的這種新型測(cè)量方式,設(shè)計(jì)了用于動(dòng)態(tài)測(cè)量的雙壓差動(dòng)態(tài)流量計(jì)。在N-S方程和伯努利方程的基礎(chǔ)上建立了三點(diǎn)壓差動(dòng)態(tài)流量數(shù)學(xué)模型,其最大的優(yōu)點(diǎn)在于利用兩個(gè)壓差相減的方式將模型公式中的粘性項(xiàng)與慣性項(xiàng)相互抵消,消除了粘性與慣性對(duì)流量計(jì)算的干擾,使得流量公式變得簡單精確。同時(shí),雙壓差動(dòng)態(tài)流量計(jì)采用變徑的方式來獲取壓差,測(cè)量管中沒有慣性元件,這樣的設(shè)計(jì)使得測(cè)量動(dòng)態(tài)流量變得更加的精確。流量計(jì)本身結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,還能對(duì)流量進(jìn)行雙向測(cè)量。在FLUENT軟件中對(duì)模型進(jìn)行流場仿真,在流量計(jì)模型入口給定流量信號(hào),通過在流量計(jì)左、中、右三個(gè)取壓點(diǎn)上測(cè)得壓力值,然后根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算流量值,并與流量計(jì)入口給定流量作對(duì)比來驗(yàn)證雙壓差動(dòng)態(tài)流量計(jì)數(shù)學(xué)模型的正確性。在液壓實(shí)驗(yàn)室搭建了與超聲波流量計(jì)對(duì)比的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),通過LabVIEW程序控制數(shù)據(jù)采集卡采集兩個(gè)位置的壓差數(shù)據(jù),從而計(jì)算得到流量。利用MATLAB軟件求解出對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行慣性修正的權(quán)值表,然后對(duì)不同流量信號(hào)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量,并與超聲波流量計(jì)的測(cè)試結(jié)果作對(duì)比,驗(yàn)證使用權(quán)值表來修正模型的準(zhǔn)確性。運(yùn)用指數(shù)平滑法和支持向量回歸機(jī)模型對(duì)修正后的流量誤差進(jìn)行分析與預(yù)測(cè),然后將對(duì)未來一段時(shí)間的預(yù)測(cè)誤差數(shù)據(jù)引入到測(cè)量流量的計(jì)算程序中,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)流量的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確測(cè)量。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH814
【圖文】：

劃分網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置求解器并輸出相應(yīng)格式保存圖 2-3 ICEM CFD 軟件操作步驟.2.3 雙壓差流量計(jì)仿真建模本文因?yàn)殡p壓差流量計(jì)結(jié)構(gòu)模型簡單，其模型參數(shù)來源于下一章雙壓差流量計(jì)的實(shí)物參數(shù)，直接在 ICEM 軟件中通過點(diǎn)線面的輸入建立雙壓差動(dòng)態(tài)流量計(jì)對(duì)稱二維模型，其較三維模型擁有更快的計(jì)算速度。在網(wǎng)格劃分方面，對(duì)測(cè)量用四邊形劃分，大比率四邊形網(wǎng)格使網(wǎng)格數(shù)量大幅度減少，以提高運(yùn)算效率和精度。為了更容易觀察壁面的流動(dòng)狀態(tài)，將網(wǎng)格的密集程度設(shè)置為兩邊密，中的形式，最后利用 FLUENT 讀取網(wǎng)格文件并進(jìn)行軸對(duì)稱反射設(shè)置，為可以清楚示管內(nèi)網(wǎng)格劃分，下圖 2-4 為截取測(cè)量管左側(cè)的局部圖形：

圖 2-7 10Hz 仿真流量與理論0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3流動(dòng)時(shí)間（s）024681012流量（L/min）仿真測(cè)量流量理論流量

圖 2-9 50Hz 仿真流量與理論流量對(duì)比圖30Hz 和 50Hz 的正弦仿真流量與理論流量對(duì)比圖可以看論流量趨勢(shì)相同，在較寬的頻率下仿真流量與理論流量量會(huì)有一個(gè)輕微的滯后。的層流穩(wěn)態(tài)仿真將瞬態(tài)時(shí)間歷程改為穩(wěn)態(tài)時(shí)間歷程，流量入口為恒定的 1，迭代次數(shù)為 150。下圖為仿真流量與理論流量的對(duì)比圖

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本文編號(hào)：2786478