涡街流量计漩涡发生体位置仿真研究

目前对于涡街流量计漩涡发生体的位置研究仅局限于二维的仿真研究,但实际流体撞击漩涡发生体是流体三维模型。鉴于二维仿真并不能完全对实际流体撞击漩涡发生体的流场进行验证,本文采用数值仿真软件平台Ansys+Workbench+FLUENT ,根据实际涡街发生体的机械尺寸建立相应的三维仿真模型。并对仿真模型进行网格细分,再通过 N-S 方程进行求解计算,通过仿真与在线实验对比验证表明通过 FLUENT 软件对实际涡街流场进行仿真的可行性。最终利用 FLUENT 软件,对不同流速,通过调整发生体平移的位置最终确定发生体位置对涡街信号的影响,从而确定发生体允许最大的平移位置δ。     

涡街流量计在蒸汽流量测量中的应用

介绍了涡街流量计基本原理,并分析了流场形状变化对仪表常数的影响以及流体上游、障碍物产生的干扰对仪表的影响。     

不同截流程度下涡街流量计的流动特性研究

对于涡街流量计的旋涡发生体的仿真研究主要集中在形状和尺寸上,但在现场复杂工况环境的情况下,发生体的位置并不是固定不变的,会存在安装偏差。为了很好的分析发生体安装偏差带来的信号强度发生变化的问题,确定不影响信号强度的最大偏差角度,采用三角柱型发生体,在Ansys＋Workbench＋FLUENT 数值仿真软件平台环境下,根据涡街流量计的实际物理结构尺寸建立仿真模型,并对其进行网格划分、求解,将仿真得到的升、阻力频率相比较,得出阻力频率正好是升力频率的2倍,表明可以利用FLUENT软件对涡街流量计进行三维流场数值仿真。最后利用FL U EN T软件,通过改变管截面与截流面的夹角,在低、中、高速流速下,对其进行取压,将得到的信号强度和频谱分布进行比较分析,得出夹角与信号强度的关系：夹角在1°～7°范围,对信号强度的影响不大,超过7°以后影响变大。     

基于CFD的涡街流量计取压位置仿真研究

目前对于涡街流量计的最佳取压位置研究主要集中在二维流场,但这不能更生动准确的反映出三维流场特性。采用Ansys+Workbench+FLUENT数值仿真软件平台,根据涡街流量计的物理结构尺寸建立仿真模型。并将仿真模型进行网格划分,从而对求解域进行离散,再通过N-S方程进行求解计算,将仿真得到的卡门涡街脱落频率与实验结果比较,得出两者之间的最大误差不超过5.8%,数据表明可以利用FLUENT软件对涡街流量计进行数值仿真。最后利用FLUENT软件,在不同流速下,通过设置多个检测点,对各点信号强度和频谱分布进行比较分析,得出目前最常用的三角柱旋涡发生体的最佳取压位置位于管道中轴线,距离发生体尾部1.4d(d为旋涡发生体截流面的宽度)的位置处。     

涡街流量计中电荷放大电路的研究设计

通过对普遍使用于压电式涡街流量计上的电荷放大电路的理论分析,对原有的电路进行了改进.在电荷放大电路中应用差动放大和引入直流电平的方法,提高了压电式涡街流量计对低流速流体的测量性能,从而降低了测量的最低下限值,并且提高了测量精度和抗干扰能力.将改进后的涡街流量计进行实验,实验表明,改进后的涡街流量计的测量下限从改进前的22.3 m3/h下降到18.5 m3/h,最低下限处的不确定度从O.28%下降到O.165%,实验结果证明改动是有效的.     

一种槽式孔板流动特性的研究

基于计算流体力学理论,应用计算流体力学软件Gambit和Fluent6．0,对流体流经槽式孔板前后的流动状态进行了仿真研究,得到了流体流经槽式孔板前后的动压、静压、速度剖面及压力和速度分布曲线。通过槽式孔板和标准孔板流动特性的比较得出了槽式孔板优于标准孔板的一系列结论。实验结果表明槽式孔板测量误差小于5％,研究结果对槽式孔板流量计的开发具有一定借鉴意义。     

基于静态频率稳定性分析的电网容量交换能力评估

电力系统静态频率特性识别与计算对于维持电力系统稳定具有十分重要的意义.使用最小二乘法对仿真计算得到的静态频率特性系数进行曲线拟合,依据拟合得到的静态频率特性系数的曲线变化趋势预测不同交换容量下的频率偏差限制点,在静态频率稳定性分析的基础上进行电网容量交换能力评估.通过算例仿真验证了该方法的有效性.     

新型质量流量计的设计

涡街流量传感器的卡曼涡街信号的频率与流体的流速成正比,而靶式流量计的板靶受到的力与流体的流速的平方、流体的密度成正比.作者根据二者的工作原理研制出新型流量计,在涡街流量传感器的旋涡发生体内放置板靶,而不影响卡曼涡街信号的产生,通过测量涡街信号的频率和靶板受到的力,从而得出流体的质量流量.经过理论推导得出质量流量与涡街信号的频率、靶板受力的函数关系,并通过实验数据验证了此关系的正确性.     

一种涡街流量计数字信号处理方法研究和系统设计

为了准确描述涡街信号的特征,本文研究涡街流量计输出信号的模型,并进行了仿真.对以前的信号处理方法进行了分析,提出了一种前置滤波 频谱分析的信号处理方法,有效地提高了涡街流量计的测量精度,扩大了量程比.用片上外设丰富的DSPs芯片--TMS320LF2407A,设计了一套涡街流量计数字信号处理系统,该系统体积小、成本低.     

基于系统频率响应特性的“三华”电网交换容量极限计算

提出了一种基于系统频率响应特性的大区电网间交换容量极限的计算方法.使用最小二乘法对仿真计算得到的频率响应特性系数进行曲线拟合,依据拟合得到的频率响应特性系数的曲线变化趋势来预测不同交换容量下的频率偏差限制点,在频率响应特性识别与预测分析的基础上进行大区电网间交换容量极限的计算与评估.对“三华”电网的应用表明,所提方法有效、实用,且计算结果具有较高的精度.     

面向强周期振动干扰的涡街流量计系统研制

涡街流量计是流体振动型流量仪表,易受管道振动、流场扰动等影响,在小流量条件下测量误差较大,尤其在强振动干 扰下涡街信号被淹没,无法准确测量。 本文研制抗强周期振动干扰的涡街流量计系统,采用带有电压负反馈的差动式电荷放大 器,提高小流量信号的放大能力;提出基于频移策略的频率方差算法,减少强周期振动干扰的影响。 首先通过频移策略降低相 近频率的影响,然后根据流量信号与周期振动干扰的频带宽度不同,通过计算和比较频率方差,判定流量信号频率。 研制了涡 街流量计信号处理系统并实验,结果表明,研制的系统扩展了量程下限,且在强周期振动干扰条件下可以准确提取信号,精度提 升 1 个数量级。     

涡街流量计安装方式对其测量性能的影响

涡街流量计是最为常用的流量测量装置之一。由于它的测量不受被测介质物性参数的影响,因此可被用于测量各种气体、液体和蒸汽的流量。通过实验定量地研究了涡街流量计水平和垂直两种安装方式对其测量的影响。结果表明,在其它安装条件都得到满足的情况下,涡街流量计水平和垂直两种安装方式对涡街频率和幅度的影响很小,基本上可以忽略。这一结果为深入理解涡街现象,正确使用和优化涡街流量计测量系统提供了有价值的参考。     

基于能量守恒定律对涡轮流量计的脉动误差上限的估算

在管道输运当中,非稳态流会使涡轮流量计的计量结果产生偏差。为了指导脉动流工况下的涡轮流量计选型和修正,需估算脉动工况对涡轮流量计产生的最大脉动误差。忽略流体压力和温度变化影响,基于涡轮流量计的动态特性和能量守恒定律,在一个脉动周期内计算脉动流和定常流对叶轮的做功比值,推导得出正弦脉动流误差上限公式。基于6DOF模型和UDF建立了涡轮流量计CFD仿真模型,搭建了空气流实验平台,以工作级流量标准装置作为标准表,被校表和标准表间采用内置整流器的管段相连。对比定常流下的流量值,计算各脉动工况下的误差限值。综合各脉动工况点,上限公式与CFD仿真所得脉动误差上限的最大差值为0.281%,与空气流实验所得脉动误差上限的最大差值为0.224%。经CFD仿真和空气流实验结果对比验证,脉动误差上限公式较为准确,可以直接用于脉动频率大于10 Hz的工况下误差值的估计和修正。     

计算流体力学在绝缘子积污特性分析中的应用

以XP-160线路绝缘子的积污特性为研究对象,利用计算流体力学方法,建立了求解线路绝缘子外部3维两相粘性不可压缩湍流流场的基本控制方程组,在得到了绝缘子外部流场的基础上分析了绝缘子的污秽颗粒碰撞系数(E)等撞击特性和空气来流速度(v)、污秽颗粒直径(dp)、气流风向倾角等对污秽撞击绝缘子特性的影响。结果表明:水平风向下,绝缘子上表面污秽颗粒碰撞系数随颗粒粒径或者风速的增大而增大,相对于绝缘子上表面,绝缘子下表面碰撞系数很小;非水平风向下,绝缘子上表面碰撞系数随自然风倾角的增大而减小,而绝缘子下表面则相反,且在易产生非水平气流的丘陵地区,XP-160绝缘子下表面污秽碰撞系数远远大于平原地区绝缘子。     

小波滤波法在涡街流量计中的应用

涡街信号是1种单一频率的正弦信号,但是实际现场环境下涡街流量计产生的涡街信号由于易受到管道振动和流场扰动等干扰因素的影响,现场测量精度无法保证,尤其是低流速很难测量.提出用dmey小波阈值去噪对信号进行处理的方法来扩展测量下限;提出1种改进的阈值去噪算法,仿真和分析表明该去噪算法对涡街信号从噪声中提取的效果良好.     

热敏感性对直流锅炉水冷壁安全运行的影响

根据汽液两相流动阻力的计算式,推导出了流量敏感系数,出口焓值敏感系数的表达式。对直流锅炉内螺纹管、螺旋管圈水冷壁的热敏感系数进行了定量计算,分析了各种因素对热敏感性的影响,并对两种水冷壁管屏在热负荷不均时的温度偏差、焓值偏差进行了讨论,对直流锅炉安全运行具有一定的指导意义。     

基于快速傅里叶变换的低功耗两线制涡街流量计

以超低功耗单片机MSP430为核心,研制数字涡街流量计。通过硬件的改进,提高了系统抗50Hz工频干扰的能力。采用周期图法处理涡街流量传感器输出信号,同时进行频谱的幅值和频率校正,提高频率计算的精度。采用汇编语言实现实数FFT算法,提高运算速度和减少内存容量,使单片机可以实时实现数字信号处理方法。对功率谱进行平均,同时通过设置队列对流量平稳和流量跳变的情况进行处理,增加了计算结果的稳定性,同时提高了系统响应速度。计算瞬时和累积流量,输出4~20mA直流电流。实验结果表明,系统具有较强的现场抗干扰能力,较高的测量精度和较宽的量程比,同时又实现了低功耗和两线制工作。     

低功耗两线制涡轮流量计设计

涡轮流量计被广泛应用于过程测量和控制仪表。但是,涡轮流量计容易受被测流体粘度的干扰,导致现场测量精度不高、量程比受限。针对涡轮流量传感器的非线性特性,本文研制了基于MSP430的涡轮流量计实时数字信号处理系统,将传感器测量到的数据经过线性插值法处理,然后存储在带电可擦可编程只读存储器中,实现了对涡轮传感器的非线性校正,从而涡轮流量计的测量范围明显地得到扩大。同时该仪表还具有4~20mA电流输出、频率输出以及RS485通信功能,便于和工业仪表兼容。     

大口径超声波流量计内部流-声耦合特性仿真分析

为了探索工业用大口径水流量管道中超声波流量计的使用及其关键的流场-声场耦合机理,针对一DN500大口径超声波流量计进行了流-声耦合数值模拟研究。系统分析了大口径管道中的流场分布特性,揭示了传感器安装结构对于流场和声场带来的综合影响,给出了声波在管道流体中的传播动力学过程,通过换能器的声压接受信号结果计算得到了大口径管道内超声流量计模型的预估流速及计算偏差,其复杂的流-声耦合机理研究对超声波流量测量性能的提升具有重要意义。