阀门流量特性综合测试系统的研制

针对目前国内现有阀门流量测试装置测试范围小、功能单一、精度不高、自动化水平低,不能很好满足阀门技术高速发展需求的问题,研制了阀门流量特性综合测试系统,并对循环水源、动力系统、稳压装置、测试管路、流量校验系统、数据采集系统、自动控制系统等测试系统组成部件设计进行了详细介绍,该测试系统具有阀门的流量系数、流阻系数、固有流量特性、流量的校验以及阀门微小流量测试等综合检测功能。经应用表明,该系统测试能力大、测试精度高、自动化程度高,流量误差小于实际流量的±2%,压差误差小于实际压差的±2%。因此,该测试系统可满足目前阀门技术大型化、高参数、微小流量调节等测试技术的需要。     

基于PLC航天阀门流阻流量特性测试系统设计

设计一种基于PLC的航天阀门流阻流量特性测试系统,该系统由传感器、核心控制单元、数据采集与处理模块及相关软件组成,可实现测试便捷、超压保护、数据采集、处理及存储等多种功能。采用三种不同类型的阀门流阻流量特性测试与理论计算数据对比,测试误差控制在3%以内。结果表明,测试系统满足高精度测试需求,不仅可应用于航天用阀门产品的流阻流量特性测试,而且具有一定的商业应用价值。     

多级压差控制阀的设计与验证

介绍了多级压差控制阀的工艺参数、工作原理及结构特点,设计了一种应用于某核能开发工程项目减温减压装置的功能部件,并对其结构设计、密封形式、口径、压差的选取、强度校核进行了详细的阐述。为确保满足复杂的实际工况,对控制阀的基本误差、回差、死区、额定行程偏差、耐压强度、填料函及其他连接处密封性、泄漏量、额定流量系数、固有流量特性进行检验验证,为解决流量变化范围大、高变压差等复杂工艺参数工况阀门的选型提供了参考。专利号：ZL202223305670.3。     

石油流量计的设计

为了改善传统石油动态计量装置误差大,测量精度低,劳动强度大等问题,进行了石油流量计的设计。石油流量计通过对不同流体流量的精确测量和定量计量控制,实现了流量计量的自动化;同时对不同流体可以进行流量系数的更新,也可以在计量系统的输出端,通过切换阀与标准体积管连接,由键盘输入实际流量值,对流量系数进行修正,保证流量计量的精准、可靠。实验表明,该装置的测量误差小于0.525%,达到了使用要求,可以用于瞬时流量计量、累积流量计量和定量计量控制。本装置计量精度高,操作简单、使用方便,可以用于需要进行流量计量的场合。     

烧结金属多孔质的流量特性分析及试验研究

针对ISO6358标准及其流量扩展表示式在描述多孔质气动元件流量特性上的缺陷,考虑多孔介质内部气孔率和流体基本流动规律,基于Darcy-Forchheimer定律对多孔质气阻元件建立流量特性模型。空气在多孔质内流速较低时,利用Darcy定律表示流速与压力梯度的关系;当流速增大到一定程度时,通过在Darcy定律的基础上增加一个惯性项构成Forchheimer定律来表征流动特性。采用4种不同尺寸,不同气孔率的烧结金属多孔质气阻进行流量特性试验验证。将流量特性分段进行处理,对模型中的渗透系数和惯性系数提出相应的参数辨识方法,即通过对小压差区域的试验数据进行线性拟合来获取渗透系数,而利用雷诺数大于0.1的数据通过高斯——牛顿非线性最小二乘法确定惯性系数。试验结果表明,该模型可以准确表示被测元件的流量特性,计算结果相对试验误差小于2%。同时,试验系统能够保证渗透系数测试误差小于3%,测试精度足以满足绝大多数工业场合的要求。     

全自动微小流量测试仪的研制

针对微小流量难以测量的问题,研制成功了全自动微小流量测试仪用来自动测量通过毛细管的微小流量。该仪器以空气作为工作介质,使用自行研制的以PLC为核心的自动控制系统,间接测试微小流量。本文主要阐述了测试系统的基本工作原理,分析了系统的特性,介绍了仪器的实际物理构造。     

基于LabVIEW的数字式层流流量计开发研究

脉动气体、微小流量气体的精确测量一直是困扰着诸多行业,为此,将先进的自动化测试技术与层流流量计相结合,设计了数字式层流流量计测量系统。该系统基于LabVIEW开发程序进行实时的测量信号处理,并实现人机交互的可视化界面;解决了一次仪表的使用不便、实时性不高、测量系统复杂等问题;此数字式层流流量计具有结构紧凑、使用方便、精度可靠等特点,适用于内燃机进气流量以及医院等科研机构对微小气体流量的测量。在375AY柴油机台架上进行了实测,与一次仪表相比误差一般小于1%。     

某舰船海水系统用膜片式电磁阀流通能力分析及试验

某舰船海水系统用膜片式电磁阀,其流通能力对系统的稳定运行有着一定的影响,针对此要求,建立电磁阀仿真模型进行了数值模拟,探讨其全开状态下流量系数和流阻系数,并搭建试验台进行了试验验证,结果表明:电磁阀流量系数试验测试值和数值模拟值均满足系统设计要求,二者在分析过程中具有相同的变化趋势,都是随测量段压差增大,流量也相应增大;电磁阀流量系数模拟值大于试验值,误差约为6.2%;流阻系数模拟值小于试验值,误差约为13.8%,二者误差相对较小,在系统允许范围之内,试验验证了数值模拟方法的适用性和正确性,具有一定的参考价值。     

气体发动机燃气阀试验系统的开发

为了研究气体发动机燃气阀的流量特性及验证其流量计量和调节功能,开展燃气阀试验系统研究。根据燃气阀测试要求,试验系统包括空气供给系统、流量测试装置、燃气阀、燃气阀控制系统、排气系统以及自动化控制与数据采集系统。经试验验证,利用该试验台系统可成功进行燃气阀流量特性研究以及流量计量和流量闭环功能的验证。     

基于CFD仿真的差压微小流量计设计北大核心CSCD

微小流量计量在能源计量、精准医疗等多种场合中有着广泛应用,但是目前测量微小流量的流量计普遍存在准确度低等问题。因此,文中以精准测量微小流量为目的,设计了差压式微小流量计。借助计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)仿真技术,设计了流量计的基本结构。通过实流实验验证了设计方案的可行性。实验结果表明:差压式微小流量计可以实现流量范围在50~600 mL/h内的测量,线性度误差小于5%;在流量范围240~400 mL/h内的测量,线性度误差小于2%。     

燃气调压器性能检测系统的研制

针对目前燃气调压器性能检测装置的自动化程度低、测试精度差等缺点,研制了一种燃气调压器性能检测系统。该系统采用PID控制和模糊控制,自动调节调压器的进口压力和流量,并通过采集调压器出口压力,实现了调压器的静特性测试。实验研究表明,该检测系统能够准确地实现调压器的性能检测,其进口压力控制误差范围在±0.005MPa内,流量控制精度达到了1.31%,最小机器性能指数为2.43。     

工业规模级高压密相煤粉流量控制阀特性研究

煤粉流量控制阀是煤粉气化炉生产负荷调节与氧煤比控制的关键设备。在分析壳牌煤粉气化炉煤粉流量控制阀(接管内径54 mm)的工业运行数据时,将高压氮气输送的浓相煤粉简化为等效密度的单相流体,比照控制阀气液双相流等效密度法来处理煤粉与氮气混合物的质量流量,将阀门的已知固有流量特性修正为煤粉与氮气混合物的流量特性,建立了偏差分别在±20%,±15%和±25%以内的控制阀的煤粉与氮气混合物流量系数、煤粉质量流量和阀门压降的计算模型。     

热式质量燃气表自动化校准技术研讨

利用热式传感器输出瞬时流量的计量特性,提出一种基于瞬时流量的校准方法,在热式表主板模块上加装红外发射及接收电路,通过红外通信方式与上位机建立数据交互,读取其显示的瞬时流量,以音速喷嘴法气体流量标准装置为标准器,通过下位机读取音速喷嘴处气体的瞬时流量,计算出示值误差。程序设置通信、初校、生成系数修正列表、写入系数、复校、判定一共6个工序,一键实现热式表连续化、批量化、自动化校准。通过用瞬时流量法测试G1.6规格燃气表0.5 m~3/h流量点的示值误差,重复性为0.053%,与累积流量方法比较提高了0.05%,缩短校准时间87%,极大提升工作效率。     

流量自动限制装置试验系统研究

设计了流量自动限制装置性能试验台,用来测试流量自动限制装置的功能、性能及安全可靠性.基于AMESim软件进行了试验系统自动状态下的特性仿真.通过试验验证了流量自动限制装置自动工作状态下的切换性能、密封性能,以及手动、液动状态下的动作特性.仿真及试验结果表明该装置自动工作状态下可迅速切断油路,手动及液动工作状态正常,密封性能良好,流量自动限制装置试验系统可产生符合压力要求的瞬态大流量,满足流量自动限制装置的各项性能指标要求.     

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。     

基于PXI总线的自主式舵机泵站压力流量特性自动测试方法研究

提出了一种基于PXI总线控制比例阀的自主式舵机泵站压力流量特性自动测试方法,给出了泵站压力流量特性测试液压系统的设计原理,在测试系统硬件选择、软件的设计等方面进行了探讨.试验证明该测试系统实现了自主式舵机泵站压力流量特性的在线自动测试,具有效率高、误差小和自动化程度高等特点,具有良好的推广应用前景.     

一种新型变压差燃油计量装置实验平台设计

为了研究一种新型变压差计量装置的时频域动态特性。论文在研究分析变压差计量装置双变量控制要求及控制规律的基础上,给出了一种基于PXI硬件系统与LabWindows/CVI开发环境下的变压差计量装置实验平台设计方法,最后对变压差计量装置进行了时域及频域的实验验证分析研究。实验结果分析表明,变压差计量装置在时域特性测试条件下,超调量均为0,动态调节时间最大不超过2秒,稳态误差小于1%。在频域特性测试条件下,截止频率为6Hz,截止频率处的相角裕度为100度,幅频特性在低频段接近0dB。以上实验测试结果表明,该实验平台能够满足变压差计量装置的实验研究需求,并且在实现变压差计量装置的控制方面具有良好的动静态控制品质。     

恒定微压下微小流量的非定常流测量方法

为了精确测量微小流道中的微小流量,提出了用非定常流等效定常流进行恒定微压下微小流量测量的新方法,推导出了非定常流等效定常流进行微小流量测量时的水头适用条件.利用流体力学拉格朗日积分建立非定常流的非线性微分方程,用Matlab软件对非线性微分方程进行了数值解析,得出该测量方法的理论误差,数值结果表明在不考虑测试管段沿程阻力的条件下,被测试件过流面积与测试管断面积比值越小,非定常流与定常流条件下的测量结果差别越小.依据所提出的测量方法建立微小流量非定常流测量装置,实测结果与理论计算结果吻合良好.计算和试验表明:在满足水头适用条件且被测试件过流面积与测试管断面积比值小于3.422%时,非定常流测量方法测试精度可保证在2.27%以内.     

阀杆倾角对角座阀流量特性影响的数值研究

采用计算流体动力学方法研究阀杆倾角对角座阀流量特性的影响。分别采用数值模拟和实验测试,获得了在不同阀门进出口压差条件下,阀杆倾角为45°,55°和60°时阀内介质体积流量,对比验证了数值计算的准确性。在此基础上,对不同阀杆倾角条件下阀内的流场和阀门的通流能力进行分析。结果表明阀内的最高流速及速度场分布对阀门的通流能力具有重要影响：当阀杆倾角为45°时,阀内介质的流速最高,流量系数最大,流阻系数最小;阀杆倾角处于45°～60°范围时,随着角度的增加,角座阀的流量系数随之降低,流阻系数相应增加。对于该流道结构的角座阀,阀杆倾角推荐采用45°～50°的设计范围。     

基于LabVIEW的高精度闭式微小型循环泵性能测试系统

为了对微小型循环泵的性能进行高精度的表征,通过对其测试方法进行细致分析与研究,设计了一种基于LabVIEW的高精度闭式微小型循环泵性能测试系统。首先,基于循环泵测试系统的4个设计准则,搭建了闭式循环泵测试系统的总体框架;然后,结合虚拟技术、传感技术与测试技术,完成了测试系统硬件的搭建,对参数进行采集与转化,并采用数据管理中心对软件进行了管理;最后,设计了性能试验与汽蚀试验,从试验逻辑、数据分析、流量调节、应用对比4个方面进行了分析总结。研究结果表明：该测试系统具备性能测试和汽蚀测试功能,能较好地对微小型循环泵的性能进行高精度的表征,且流量控制精度稳定能够维持在±0.5%,证明了该测试系统的可靠性。该测试系统可以为微小型循环泵的测试提供借鉴,并且可以监测高精度微小型循环泵的运行状态。