35MPa/70MPa加氢机用科氏质量流量计阻力特性数值模拟与实验研究

针对科氏质量流量计对介质的阻力在35MPa/70MPa加氢机加注主管路流动总阻力中占比最大的问题,进行了科氏质量流量计在加氢机运营工况下的数值模拟与实验研究。建立了包括入口段、测量管和出口段3个流动区域的科氏质量流量计的数学模型,在加氢机质量流量1~9kg/min时进行了数值模拟分析研究,得到了科氏质量流量计的压力分布和流速分布,根据压力和流速计算得到了科氏质量流量计阻力系数。计算结果与实验结果的对比表明两者能够较好吻合,阻力系数相对误差小于5%。     

科氏质量流量计测量含气液体流量关键技术综述

含气液体流量测量是科氏质量流量计面临的测量难题,对科氏质量流量计的驱动技术、信号处理技术都提出更高的要求。从驱动、信号处理、误差修正这3大核心技术出发对科氏质量流量计测量含气液体流量进行综述,分析含气液体流量下,驱动、信号处理以及误差修正技术的难点,并针对难点总结出含气液体流量下最佳的驱动技术、信号处理技术和误差修正技术。分析含气液体流量科氏质量流量计原始测量误差大的原因以及采用修正方法修正后的测量精度依旧无法达到单相流测量精度0.1级的原因,为提高科氏质量流量计测量含气液体流量的准确度提供参考。     

科氏流量计测量管固有频率在线预测方法

提出了一种基于幅值变化期信号特征参数识别的科氏流量计测量管固有频率在线预测方法,该方法对测量管固有频率变化时引发的过渡期振动信号进行两次整周期采样,进而通过傅里叶变换获得反映所采样信号特征的虚部与实部参数,并根据所建立的基于信号特征参数的固有频率改变量计算模型,计算出测量管当前固有频率。对所提出方法进行了实验验证。该方法可用于科氏流量计振动控制中,帮助其将驱动频率快速、精准地调整到固有频率上,从而提高科氏流量计在复杂多变工况下的测量可靠性。     

科里奥利原理在测量散粒料流量中的应用

介绍了利用科里奥利原理测量固体物料流量的方法,以及实现这个原理的典型测量装置———科氏质量流量计。为了使测量达到较高精度,必须解决两个关键问题:力矩的精确测量和转速恒定。文中对科式质量流量计和其他测量系统(如冲板系统、溜槽系统)进行比较,指出其特点为测量精度不受物料特性(颗粒度、容重)影响,并且可以锁住逆向空气流,不用添加锁风装置。利用科氏质量流量计测量固体散料、粉体只要物料不凝聚和粘着,量程范围可达1～150t/h,测量精度优于1%。     

气体科氏质量流量计检定过程控制

本文讨论在检定气体科氏质量流量计过程控制中流量计安装、电磁干扰、人为读数误差以及零点修正对其测量准确度的影响,并通过实验分析提出质量流量计检定过程中质量控制的要点。     

用于科里奥利质量流量计的数字信号处理方法

为了提高科里奥利质量流量计的计算精度和实时性,本文提出用线性调频Z变换算法对科氏质量流量计的频率信号进行初始化测量和跟踪,在相位差测量阶段采用分组滤波器和矢量内积法,仿真结果表明所研究的方法是有效的.     

尿素机中高频微弯型科氏质量流量计信号处理

为了将微弯型高频传感器的科氏质量流量计应用于尿素加注机,根据在企业现场采集到的流量信号数据,建立科氏质量流量传感器加注过程的信号模型。根据此模型分析已有的数字信号处理算法产生误差的原因,并从兼顾实时性与准确性两方面出发对算法进行改进,以适用于尿素机测量的需要。在研制的基于DSP的科氏质量流量变送器上,实时实现算法,并进行水流量标定实验和尿素加注机标定实验,其测量误差小于0.1%,重复性误差小于0.05%。     

基于窄带滤波及分组DTFT的科氏流量计信号处理方法

提出了一种用于科氏流量计的数字信号处理方法：利用椭圆滤波器滤除左右两路信号中的谐波,再对滤波后的信号进行修正的自适应陷波滤波并测量信号基频,跟踪频率变化;采用计及负频率影响的分组DTFT递推算法测量两路信号的相位差。仿真分析表明,所提出的方法具有很好的跟踪效果且计算简单,可用于科氏流量计的实时信号处理。     

含有一个气泡时电磁流量计虚电流的三维特性

从流动的电磁测量理论出发 ,用交替迭代的方法求解三维条件下复杂域的Laplace方程 ,得到含有一个气泡时电磁流量计权函数中虚电流势的分布 ,并藉此研究气泡大小和位置对虚电流分布变化的影响和流量计可能产生的测量误差     

科里奥利质量流量计数字信号处理方法的研究

本文提出了一种新型的应用于科里奥利质量流量计的数字信号处理系统：采用线性调频Z变换对科氏流量计信号进行频率的测量和跟踪；采用基于改进的谱线增强技术的滑动Goertzel算法测量信号的相位差。仿真结果表明该系统满足实时性和测量精度的要求，该算法是有效的。     

基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法

对电阻层析成像技术和图像的小波纹理特征进行了研究,提出一种基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法,实现了液相流量的准确测量。利用电阻层析成像技术和相关算法对不同泡型下的相含率、渡越时间进行检测,得到气相流量;利用小波分析提取出层析成像的流型纹理特征;从而基于BP神经网络建立不同泡型下的气液两相流的相关流量测量模型。实验结果表明,液体流量的测量精度可以达到3%以内。     

长喉颈文丘里管气液两相流弹状流机理研究

为了实现气液两相流相含率测量并得到相关模型,结合气液两相流研究现状,采用近红外光谱技术与高速摄影技术结合的手段,利用近红外系统布置于长喉颈文丘里管喉管位置的新装置,将弹状流相间流动特征与近红外测量系统接收光强信号特征相结合,提出了把弹状流分成泰勒气泡与尾部气泡两部分的简化模型,在数据处理时对近红外接收光强高频信号进行有效分组,建立了新的气液两相流弹状流相含率测量模型。从一定程度上解决了弹状流不同部位的两相交界面对近红外接收探头接收光强信号影响差异较大的问题。新型模型的测量效果较好,所得结果测量误差较小。     

两相流下电磁流量计感应电势仿真研究

在电磁流量计应用于油水两相流的测量时,由于油水两相流中存在非导电物质,非导电物质对流量计测量存在一定影响。通过有限元软件ANSYS对流量计磁场分布建立了仿真模型,运用FLUENT软件对流量计的流体建立仿真,讨论了非导电物质对电磁流量计权重函数的影响。利用仿真结合数值计算的方法对电磁流量计不同含水率与流量下电磁流量计感应电势进行研究,并通过模拟井实流实验对仿真结果进行验证。     

基于机器学习算法的超声流量计使用中检验

为保证使用中超声流量计的准确度,基于随机森林算法,建立了超声流量计使用中检验预测分析模型。研究了超声流量计使用中检验程序。首先,获取超声流量计的信号质量数据、流态指标数据、以及计量性能数据;其次,采用随机森林算法对使用中超声流量计的流量偏差进行预测,预测值与真实值的偏差在0.76%以内,分析了影响使用中超声流量计测量准确度的各数据对超声流量计性能的影响程度;最后,对预测模型的不确定度进行分析,其扩展不确定度U=0.92%~0.22%(k=2)。     

基于收缩流动的气体超声流量计声道稀疏化及测量方法

为了提高低声道数超声流量计的准确度水平,在传统超声流量计的基础上设计了一种具有收缩流动结构的低声道数超声流量计。采用数值模拟研究了渐缩管中收缩流动的流场特征,确定了渐缩管的几何参数及超声探头的安装方式。通过空气实流实验,研究了单声道及双声道在收缩流动条件下流量计量的基本特性。在流量范围27~432m3/h,管径范围100~150mm进行了实验验证。结果表明:收缩流动的数值模拟结果与理论模型相吻合,当渐缩管的收缩比由2增大为6,被测流场均匀区占比显著增大;当收缩比固定不变时,随着流量的增大,边界层厚度显著降低。通过实流实验比较不同结构和配置超声流量计的测量结果,发现单声道收缩管超声流量计的准确度水平显著优于传统单声道气体超声流量计,与传统双声道气体超声流量计的准确度水平相当。     

固体火箭发动机喷管型面的研究进展

固体火箭发动机喷管型面设计直接关系到喷管效率和推力大小,是喷管设计中的重要研究课题。本文从喷管型面设计方法、型面参数优化和喷管流固热耦合分析等方面综述了国内外对固体火箭发动机喷管型面的研究进展。总结出了直接优化方法、特型喷管的设计方法、六次Bézier曲线、双三次样条曲线构造扩张段型线和B-Spline曲线和特征线方法等喷管型面的设计方法,并介绍了计算流体动力学(CFD)和随机优化方法在固体火箭发动机(SRM)设计优化中的运用。分析了固体火箭发动机喷管涉及到的流固热耦合问题,并结合文献介绍了经典CFD算法、CBS有限元算法和格子波尔兹曼在研究流固热耦合问题上的运用。     

高压液体流量标准装置研制

为解决民用飞机高压液压油流量计校准问题,研制了高压液压油流量标准装置,标准装置采用高压柱塞泵提供流量源,通过变频调速和比例控制阀配合调节的方法实现流量装置的流量和压力宽范围调节,标准装置以活塞式体积管作为主标准器,实现了高压条件下的流量计校准。利用该标准装置对圆柱齿轮流量计在变压工况下进行校准试验,高压工况下流量计仪表系数与常压工况相差超过5%,证明开展高压变压下流量计计量性能及修正方法研究的重要性,该标准装置的建成为高压下流量计校准及计量性能研究提供了有效的手段,具有很高的实用价值。     

基于电压电流比的瞬态电磁流量测量方法

为了实现较高的励磁频率,提高响应速度,同时减少电磁流量计的功耗,提出基于电压电流比值的瞬态测量方法,确定电压电流比值与流量之间的关系。设计了基于DSP的硬件,采集瞬态时的励磁电流和信号电压来验证该处理方法,离线数据分析表明,电压电流比值与流量有良好的线性关系。设计的DSP软件可实时实现瞬态测量方法,并进行水流量标定和功耗测试实验。实验结果表明,流量测量准确度达到0.5级,与普通电磁流量计相同。功耗对比表明,基于瞬态测量原理的电磁流量计的励磁功耗是普通电磁流量计的30%。     

基于MSP430F447的超声波流量计的设计及实现

超声波流量测量作为一种非接触测量技术,在生产生活中具有良好的应用前景。设计了一种基于超低功耗16位单片机MSP430F447微控制器的时差式超声波流量计,采用具有温度测量功能的高准确度时间测量芯片TDC_GP2,测量的时间差具有50ps的分辨率,同时还可以测出流体温度,自动补偿由于温度变化而带来的误差,LCD液晶动态显示瞬时流量和总流量等参数,具有通信模块,在大规模应用时还可以由上位机统一管理,提高了应用的自动化程度。实验表明,该流量计功能较齐全,功耗低,具有高的静态准确度和可靠性,非常适合在油田、供水等条件下液体流量的检测,是一个实用的流量测量仪器。     

A Digital Special-Purpose Signal Processor for Two-Phase Flow Real-Time Analysis

In the statistical study of two-phase flow real-time control of experiments is often needed. Furthermore, in industrial processes involving boiling units control or two-phase gas-liquid transport control, real-time signal processing is required to check the status of two-phase flows. An instrument is described for the measurement of the fundamental characteristic parameters of two-phase flows. The measurement technique employs extensively high speed digital computation. It is based on a discrimination of the probe output signal into two signals, representing, respectively, a "bubble" flow and a slug flow. The parameters are measured on averaging times ranging from 10 ms to 104 s. Measurement errors and limitations of this high-resolution measurement technique are pointed out. Its utility in evaluating the fundamental statistical parameters of two-phase flows is demonstrated.