噴氣織機(jī)是一種利用高速氣流來完成引緯的無梭織機(jī),由于噴氣織機(jī)制造技術(shù)和功能的日益完善,其織造車速快、入緯率高、機(jī)電一體化程度不斷提升等優(yōu)勢逐漸突顯,織造的品種范圍也越來越廣泛,使得噴氣織機(jī)在無梭織機(jī)中的占比不斷增加。然而噴氣織機(jī)的能耗在同類無梭織機(jī)中是最高的,節(jié)能降耗已成為噴氣織機(jī)發(fā)展過程中亟待解決的一個關(guān)鍵問題之一。噴氣織機(jī)的氣耗約占整體能耗的2/3以上,如果能夠?qū)崟r監(jiān)測噴氣織機(jī)的耗氣量,把每一臺噴氣織機(jī)的耗氣量細(xì)化,從源頭上降低氣耗,對于生產(chǎn)企業(yè)將具有非常重要的意義。為了實(shí)現(xiàn)噴氣織機(jī)耗氣量的監(jiān)測,本課題提出了一種噴氣織機(jī)專用流量計的設(shè)計方案,同時對其軟硬件功能進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計,并研究了與流量計匹配的標(biāo)定系統(tǒng)。研究了傳統(tǒng)熱式氣體流量計的測量原理,以此原理為基礎(chǔ)建立了流量測量的數(shù)學(xué)模型。通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)研究了熱膜探頭在不同環(huán)境溫度和電流下的特性,驗(yàn)證了阻值與溫度間的線性關(guān)系。并對管道內(nèi)的流速分布和流量計算方法進(jìn)行研究,確定了熱膜探頭的合理位置及計算方法。奠定了熱式氣體流量計設(shè)計研制的理論基礎(chǔ)。根據(jù)流量計的設(shè)計要求,提出了一種以新型FS5空氣流量傳感器和瑞薩RL78/L13單片機(jī)為核心的流量計設(shè)計方案,文中給出了流量傳感器電路、RS485通訊電路和電源電路等電路的結(jié)構(gòu),對關(guān)鍵電路的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)地剖析。然后基于硬件電路和設(shè)計指標(biāo)開發(fā)了軟件平臺。最后根據(jù)噴氣織機(jī)的氣路要求,設(shè)計了流量計的機(jī)械結(jié)構(gòu),并對安裝方法和安裝位置進(jìn)行了舉例和闡述。整個設(shè)計方案考慮了流量計的擴(kuò)展性和可靠性。建立了基于局部加權(quán)回歸算法的流量計數(shù)據(jù)擬合模型,并進(jìn)行了模型的驗(yàn)證。為了提升流量計的測量精度,設(shè)計了流量計的自動標(biāo)定實(shí)驗(yàn)平臺,基于MATLAB開發(fā)了系統(tǒng)的用戶操作界面,然后進(jìn)行流量計的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。將標(biāo)定后的流量計樣品與SMC PF2A750標(biāo)準(zhǔn)空氣流量計進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計流量計的輸出特性與標(biāo)準(zhǔn)流量計一致性較高,達(dá)到了設(shè)計指標(biāo),能夠滿足噴氣織機(jī)的配套使用。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS103.33
【部分圖文】：

2.3熱式氣體流量計工作原理熱式氣體流量計的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。測量管路中插入速度探頭和溫度探頭，分別用于測量氣流速度（速度探頭）與氣體溫度（溫度探頭）。圖2.1熱式氣體流量計結(jié)構(gòu)根據(jù)熱平衡定理，速度探頭的電能對強(qiáng)迫氣體對流換熱的熱損失給予補(bǔ)充，即= ( ) ( ) (2-11)式中 為速度探頭的電流， 為探頭阻值大小。可看出在一定條件下，傳感元件的熱量損失是電流、溫差和質(zhì)量流速（密度、氣體流速的乘積為質(zhì)量流速）的函數(shù)，當(dāng)固定電流或溫差兩者中的一個參數(shù)變量，就可以計算得到流體流速與另一個參數(shù)的函數(shù)關(guān)系。如果保持速度探頭的電流值( )固定，則速度探頭的溫度與氣體質(zhì)量流速是單值函數(shù)關(guān)系， = ( )

（b）湍流流速分布圖圖2.5圓形管道中理想流體的兩種流動方式 是管道中心線處的最大流速。n為流速分布指數(shù)，由雷諾數(shù)和管。= . 光滑管= . . 粗糙管道截面的氣體平均流速為= ( )

點(diǎn)離圓心的距離為,… , …， ，如圖2.6所示。圖2.6圓環(huán)等分圖那么 的值為=( )(2-12)由于管徑越大，等分圓環(huán)的個數(shù) 也會隨之變大，并且大管徑的流速基本達(dá)不到對稱分布，因此為了保證測量的精度，應(yīng)該在與管道截面互相垂直的直徑方向上選取測試點(diǎn)。（2）切比雪夫數(shù)值積分法切比雪夫數(shù)值積分法是通過計算積分的近似方式，計算流經(jīng)管道截面的流量。與等圓環(huán)面法一樣，首先面積等分 個同心圓環(huán)，設(shè)環(huán)形通道的內(nèi)徑為 、外徑為 ，那么按
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本文編號：2850669