上游单弯头对内锥流量计性能影响的仿真与实验研究

旨在获取上游安装单个90°弯头条件时内锥流量计所需要的最短直管段长度.将计算流体动力学数值仿真和实流实验有机结合,通过数值仿真揭示速度场与压力的分布信息,预测上游弯头及直管段长度对内锥流量计流出系数的影响规律,并结合实流实验进行验证.仿真和实验的介质均为常温水,雷诺数范围分别为0.498×105～4.98×105和0.14×105～5.1 × 105.实验包含基线实验与弯头实验两种类型,以基线实验为基准,其中节流比分别为0.45/0.65/0.85,利用平均流出系数相对误差及附加不确定度作为安装条件影响的主要评价标准,给出上游单个90°弯头的直管段长度,并与国外研究结论进行了比较.     

上游双弯头对内锥流量计性能的影响

为提高对内锥流量计安装与使用条件的认识,开展了上游连续两个90°在同一平面成S型结构和互成垂直平面上弯头的数值仿真与实流实验研究.研制了实验样机一套,β值分别为0.45/0.65/0.85.利用平均流出系数相对误差及附加不确定度作为安装条件影响的主要评价标准,研究结果表明:对于β值分别为0.45/0.65/0.85的内锥流量计,在互成垂直面双弯头安装条件下所需最短直管段长度均为1D;在同平面S型双弯头安装条件下所需最短直管段长度分别为1D/1D/2D.     

V型内锥流量传感器使用灵活性研究

利用数值仿真和实验相结合的研究方法,主要研究V型内锥流量传感器的使用灵活性和安装条件,针对50 mm口径的管道,通过长200 mm的渐扩和渐缩管与100 mm口径等效直径比分别为0.45/0.65/0.85 3种结构类型的样机进行连接,对50mm口径的管道进行常温水流量测量.设计并进行了基线和扩管2类实验,仿真预测结果和实验结论吻合,研究结果表明,在一定的前直管段安装条件下,其流出系数相对误差和附加不确定度满足性能指标要求.研究结果可为V型内锥流量传感器实际安装和使用提供一定的参考.     

关键因素对内锥流量计压损的影响

为提高对内锥流量计压力损失的认识,获得高准确度的压损计算公式,开展了关键因素对内锥流量计压损影响的实流实验研究。实验介质为常温水,雷诺数范围0.14×105～4.2×105。设计等效直径比分别为0.45、0.55、0.65、0.75、0.85的实验样机一套,从永久压损与相对压损2个角度进行分析。研究表明,一方面等效直径比相同而雷诺数不同时,内锥流量计的永久压损随雷诺数的增大而增大,在对数坐标系下成线性关系;雷诺数相同而等效直径比不同时,永久压损随等效直径比的增大而减小;另一方面,内锥流量计的相对压损与雷诺数无关,与等效直径比相关,随等效直径比的增大而减小。将本研究给出的内锥流量计相对压损计算公式与国外公式预测结果进行了比较,最大偏差为21%;同时,与国外测试的不同流量计相对压损曲线进行了比较,得出本套样机相对压损曲线介于孔板和喷嘴之间,且更靠近孔板的结论。     

单弯头条件下A+K流量计前直管段长度研究

A+K平衡流量计是由美国国家航空航天局马歇尔航空飞行中心设计发明的一种新型的差压式流量仪表,与其他的差压式流量计相比,它具有精确度高、量程比宽、直管段短等多项优点.本文针对其所需的直管段长度短的优点,研究了等效直径比分别为0.25/0.45/0.7,口径为50 mm的3种结构的A+K平衡流量计,在上游安装单个90°弯头时所需的最短直管段长度.通过对实流实验和仿真实验获取的数据结果进行定性和定量的分析来预测上游安装单个90°弯头时不同直管段长度对A+K平衡流量计流出系数的影响,并将平均流出系数相对误差和附加不确定度作为单弯头安装条件对流量计性能影响的评价指标,最后给出上游安装单个90°弯头的最短直管段长度.     

臭氧标准参考光度计的测量不确定度评定

为建立臭氧标准参考光度计(SRP)的计量溯源性,环保部标准样品研究所的SRP 48与美国国家标准与技术研究院的SRP 2进行了比对验证。对SRP测量不确定度的评定方法进行了研究,分析了测量不确定度的主要来源。以SRP 48为例,对影响臭氧浓度测量的不确定度分量光程长度Lopt、压力P、温度T、双光程透光率的比值D和吸收系数σ等因素进行计算,建立数学模型并合成得到标准不确定度。在0~500 nmol/mol浓度范围内,SRP 48和SRP 2之间具有很好的可比性,确立SRP 48与SRP 2的比对关系式为xSRP48=[(0.998 96(xSRP2)+0.025]nmol/mol,在95%的置信区间内(k=2时),SRP 48臭氧浓度测量的扩展不确定度为2×((0.28)~2+(1.10×10~(-2)×x)~2)~(1/2)nmol/mol。     

基于V锥流量计压损比的湿气液相流量在线检测

针对湿气中液相流量在线检测误差较大的问题,提出采用V锥流量计压损比实现湿气液相流量直接测量的思路。实验研究了节流比分别为0.45、0.55、0.65和0.75的4个V锥流量计压损比特性,结果表明,压损比较好的反映了湿气中含液量的变化,其随液体密度弗鲁德数增大而增加,并且受气液密度比的影响;对于节流比为0.55的V锥流量计,在本实验范围内,压损比基本不受气体密度弗鲁德数的影响。建立了该流量计基于压损比的湿气液相流量测量关联式,其预测的绝大部分工况点液相流量满度相对误差小于±5.0%;当体积含液率大于0.5%时,液相流量相对误差优于±20.0%。研究结果可为建立基于单节流装置双差压的湿气气、液分相流量在线测量方法提供技术支撑。     

V形内锥流量计关键参数对流出系数的影响

将计算流体动力学仿真试验和实流物理试验相结合,剖析V形内锥流量计的流出系数特性,探索不同等效直径比β、前后锥角以及雷诺数等对流出系数的影响规律。湍流模型为RNG k-ε模型。针对100 mm口径,设计了β值分别为0.50、0.65、0.85,前锥角分别为40º、45º、50º,后锥角分别为120º、130º、140º,共27种组合的V形内锥体,仿真介质为水,温度为293 K。经过数值模拟试验,获得了27条内锥流量计流出系数特性曲线。为进一步验证仿真试验结果,在已有实流试验系统的基础上,建立针对V形内锥流量计的专用自动标定平台。两类试验数据比较发现：内锥流量计的流出系数不仅和雷诺数有关,还与等效直径比β及前后锥角相关。首先,β值越大,流出系数越小,且β值越大,流出系数更易受雷诺数的影响;其次,β值相同时,前锥角对流出系数具有决定性的影响,而后锥角对流出系数的线性度具有一定程度的影响;第三,较大的前锥角可减弱雷诺数对流出系数的影响。数值模拟试验预测平均误差约5%,最大值小于10%。     

湍流模型对双支撑型V锥流量计的适用性研究

本研究旨在探索一种适用于双支撑型V锥流量计仿真工作的湍流模型。以50 mm、100 mm、200 mm口径共计6种样机为研究对象,在常温常压条件下,以水为介质,雷诺数范围为1.0×104~29.9×104,分别采用标准k-ε、RNG k-ε以及SST k-ω3种湍流模型对其流出系数及其线性度误差指标进行仿真预测。为验证仿真准确度,同时开展实流实验研究,将仿真预测结果与实流实验进行对比,结果表明SST k-ω模型对于不同结构的V锥流量计的仿真线性度误差在0.04%~0.32%,与实流实验吻合较好。利用SST k-ω模型预测的流出系数与实验数据的平均误差为6.6%,优于经典的k-ε模型,更适用于双支撑型V锥流量计流场仿真和流出系数的预测。     

两种稀疏孔径系统的成像研究

介绍一种由九个子镜构成的复合三子镜稀疏孔径系统及其结构形式。将复合三子镜和同样由九个子镜构成的典型GOLAY 9稀疏孔径系统进行比较来研究两种稀疏孔径系统的成像情况。通过比较它们的结构特点与调制传递函数,并计算两种稀疏孔径系统的等效直径和实际等效直径,对不同填充因子的两种稀疏孔径模拟成像和维纳滤波,用图像的标准差和对比度指标对两种系统的成像像质进行评价。结果表明:在调制传递函数(MTF)的最大值方向,除归一化频率在0.55~0.65以外的空间频率处复合三子镜I 型的MTF明显高于GOLAY 9的MTF。当填充因子≥20%时,复合三子镜I 型和GOLAY 9的等效直径和实际等效直径基本接近。在空间频率24~45 lp/mm处,图像对比度复合三子镜I 型优于GOLAY 9,复合三子镜整体性能与GOLAY 9相近,且复合三子镜在结构排列上具有对称易装调的优点。     

液控自动闸阀在给排水泵站中的应用

液控自动闸阀是利用水泵在启动和停机过程中工作压力的变化,通过吸扬水管中的工作介质控制液控自动闸阀的换向控制阀,使闸板按照水泵工作程序自动完成启闭。该阀于１９９４年获得了国家专利,专利号为ＺＬ９４２３７９２９．２。本文介绍了液控自动闸阀的结构,工作原理和性能特点,分析了液控自动闸阀在实际工作中的使用条件。     

闸阀的常见故障分析与改进措施

论述了常用闸阀的结构特点,从选型、设计、制造、安装、使用和维护等几方面分析了事故原因,提出了中腔异常升压对阀门的危害,总结了防护措施。     

阀门在给水管网系统中流量调节特性的研究

对给水管网系统中常见控件——阀门的流量特性进行了深入研究，建立了用流量调节强度衡量阀门流量调节性能的方法。通过实验，给出了闸阀固有流量调节强度随相对开度的变化规律，并指出阀门的最大调节能力取决于其自身结构。为衡量阀门在给水管网系统中的实际流量调节性能，提出了“虚拟阀门”和阀门“权重系数”的概念，并通过分析给出了虚拟阀门的流量调节特性随权重系数的变化规律。     

气动闸阀双气缸驱动结构的设计及应用

介绍了双气缸气动闸阀的工作原理、结构特点及工业应用情况。针对目前闸阀,设计采用双气缸气动闸阀,分析了双气缸气动结构设计特点,双气缸气动闸阀与普通闸阀相比有显著的优势。     

楔式弹性闸板闸阀启闭力及扭矩的理论计算和分析

论述了楔式弹性闸板闸阀的工作原理,分析了楔式弹性闸板闸阀的最大启闭力和最大扭矩等,总结了计算校核用的启闭力计算公式,提出的设计计算方法已用于楔式弹性闸板闸阀的设计生产中。     

通用阀门主要零件快速定位加工尺寸的方法

介绍了钢制闸阀、截止阀和球阀产品在工程制图上的现状,分析了阀门零件相互之间的位置关系和技术特征,给出了阀门快速定位加工尺寸的简易方法。     

Research on the measuring characteristics of a new design butterfly valve flowmeter

Flowmeters and control valves are important components of flow measurement and control in heating, ventilating, and air conditioning (HVAC) system, which directly or indirectly impact building room comfort and energy costs. Valves as resistance components produce differential pressure which in turn can be used for flow measurement. This paper studies the function among valve opening position, pressure difference and flowrate of a new designed butterfly valve. The flow model of the butterfly valve is established based on the Bernoulli equation, the discharge coefficient C under different valve opening conditions are studied by CFD simulations and verified by experiments. The simulation results show that the discharge coefficient C reached a stable value of 0.67–0.70 as Reynolds number exceeded 5000, and the permanent pressure loss ratio is range from 0.95 to 0.37 corresponding to opening range from 10° to 70°. The correctness of the simulation results of C is verified by experiments, in which C is about 0.60. With the corrected values obtained from experiments, the simulation results are instructive to practice. The new designed butterfly valve flowmeter can be used efficiently in HVAC system, especially in variable air volume (VAV) air conditioning system. And the work of this paper offers a reference for other types of valve flowmeters in fluid control processes.     

核电站闸阀锅炉效应的解决方案

介绍了采用堵塞封堵核电站闸阀阀座压力平衡孔的方法,论述了为防止锅炉效应新增管线和阀门的选择、安装和检测。