气体涡轮流量计旋转部件内流场模拟与性能分析

为描述涡轮叶片螺旋角对仪表性能的影响,利用CFD计算软件,对安装叶片螺旋角为35°和45°涡轮的DN 150型气体涡轮流量计的内流场进行数值模拟,在此基础上预测流量计的始动流量和压力损失。最后,利用黄金分割法选取量程范围内的测量点,通过仪表负压检测平台得到仪表系数和压力损失。实验结果表涡轮叶片螺旋角对仪表性能参数的影响显著,CFD数值模拟能够较准确地描述仪表内流状态,实现仪表性能的预测,为叶片螺旋角的进一步优化选择提供可行方法。     

解决D100叶轮加工中切削变形的对策

TWLQ系列涡轮气体流量计是一款用于天然气等气体介质瞬时流量和累积流量测量的仪表。TWLQ-100型涡轮气体流量计的核心部件是D100叶轮,其工作原理是将叶轮置于被测流体中,当介质流经流量计时,由于叶轮叶片与流过的介质之间存在一定夹角,流体对叶轮产生转动力矩,使叶轮克服机械摩擦阻力矩和流动阻力矩而旋转,以叶轮的旋转速度来反映流量的大小。因此,叶轮的几何形状、尺寸及动平衡将直接影响涡轮气体流量计的性能和使用寿命。     

气体涡轮流量计中动压气体轴承的研究

气体涡轮流量计主轴承大多采用油润滑的滑动轴承或滚动轴承,存在较大的局限性。采用螺旋槽气体轴承,设计了一种气体涡轮流量计。按最大稳定性的原则,利用MATLAB软件,系统地分析了在气体涡轮流量计中动压气体轴承的结构形式对其载荷及稳定性的影响,得到了气体涡轮流量计中动压气体轴承的可行工作范围。     

气体涡轮流量计的改进及实验测量

对气体涡轮流量计的主要组件引起的压力损失进行了对比实验测量，比较了整流栅形状、叶轮叶片数和后导流器不同结构对压损的影响程度。结果表明，后导流器相对整流栅和叶轮是产生压力损失的主要因素，采取改进的后导流结构，可以明显降低流量计的压损，同时得到更好的仪表系数值，提高流量计准确度。     

用涡轮流量计测量多相流流量

对涡轮流量传感器进行了理论分析,给出了涡轮流量计仪表常数的计算方法,讨论了获得较大固有仪表常数K0时涡轮传感器结构参数(如叶片数、涡轮半径、口径等)的优化组合问题,通过多相流动实验,总结出K0与流动密度之间的实验关系,由此给出用涡轮流量计测量多相流的半理论半经验公式,并在油井多相流量测量中得到了实际应用,符合较好.     

采煤机滚筒螺旋升角对装煤性能影响分析

针对采煤机滚筒螺旋升角对装煤性能影响进行研究。推导了滚筒螺旋叶片抛煤力与装煤量的理论计算公式。通过理论分析可知,保持其他条件不变,叶片抛煤轴向力与螺旋升角、滚筒转速成反比,与牵引速度成正比。理论装煤量与滚筒转速成正比,并随着螺旋升角的升高而呈现先升高后下降的抛物线。使用Adams软件仿真不同螺旋升角时采煤机滚筒轴向受力和采煤机截割功率变化情况,与理论分析结果基本一致。在对采煤机滚筒进行设计时,要考虑螺旋叶片对采煤机截割性能的影响,使得采煤机的实用性和经济效益达到最优。     

螺旋升角对混凝土搅拌运输车搅拌筒内部流动影响的数值模拟

通过对三种不同螺旋升角的搅拌筒内部流场的数值模拟,分析了搅拌筒的内部流动情况,讨论了螺旋升角对搅拌筒性能的具体影响,为螺旋升角的合理选取、搅拌叶片设计理论的完善和后续研究工作提供了重要的理论依据.     

随钻测井用井下发电机系统的涡轮设计

对随钻测井系统中井下涡轮发电机的关键部件进行了研究.首先,建立了一种水力性能较高的涡轮模型;然后,基于计算流体力学(CFD)理论,采用Fluent软件对不同叶片参数的涡轮模型进行了紊流流场研究,并分析了流量、转速对涡轮流场的影响;最后,通过涡轮发电机地面单向水利实验验证了流量、转速、负载与涡轮发电机输出电压的关系.仿真结果表明:15叶片、叶片进口角30°以上、出口角45°以下、中弧线圆弧半径40mm以内对应的涡轮模型水力性能较好,但水力效率过高也会降低涡轮的工作寿命,因此,在一定范围内增大流量、转速对提高涡轮水力效率具有积极影响.所建立的涡轮模型能够提高涡轮的输出功率并保证其工作寿命.     

气体涡轮流量计结构优化研究

以TM80气体涡轮流量计为研究对象,采用数值模拟与实验测试相结合的方法对其进行结构优化研究。数值结果表明压力梯度骤变和边界层分离的出现主要由流量计的表芯支座和后导流体引起。由此提出了关于表芯支座坡度和后导流体直径的结构优化方法,将表芯支座的坡度设计为15°,将表芯支座侧面的台阶流转变成渐缩流;将后导流体直径缩减为62 mm,将后导流体侧面的台阶流转变成等直径的管道流。数值模拟和实验测试证实,当表芯支座坡度设计为15°、后导流体直径设计为62 mm时,流量计的压力损失显著降低,仪表系数变得更加稳定,线性度误差明显变小,说明该结构优化方法可以明显提升流量计的计量性能。研究结论有助于为今后开发性能更好的气体涡轮流量计提供有力的理论指导和技术支持。     

尾缘弯折角对宽攻角范围涡轮叶片气动性能影响的数值研究

采用数值模拟方法研究了涡轮尾缘弯折角对宽攻角叶型气动性能的影响,对比研究了尾缘弯折角和攻角变化对涡轮叶型载荷、出口气流角和损失系数的影响。计算结果表明:当攻角小于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而减小;当攻角大于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而增大。当尾缘弯折角一定时,涡轮叶栅损失系数先减小后增大,攻角为-23.35°处损失系数最小。随着攻角增加,出口气流角减小,叶片载荷后移。在全攻角范围内,尾缘弯折角增大,涡轮叶栅出口气流角增大,叶片载荷后移。     

气体涡轮流量计后导流体结构优化设计

通过数值模拟和实验测试相结合的方法,研究了LWQ80气体涡轮流量计后导流体的结构优化及其计量性能的变化规律。基于流量计内部流场特征及其流动机理的探究,分析得出造成后导流体压损的主要原因是后导流体区域的壁面边界层分离和流体流向偏转。由此提出了缩小分离区和提升导流片导流效果的优化思路,通过延长后导流体的长度和延后导流片的位置,设计了一种改进型的后导流体结构。研究结果表明：后导流体结构经过改进后,气体涡轮流量计的计量性能得到了明显提升。在流量为250 m~3/h时流量计的压损降低了20.5%左右,仪表系数的恒定性显著提高,最大示值误差降低了近2.5倍,且能有效延长流量计的使用寿命。研究结果有助于为气体涡轮流量计的结构与性能优化提供理论指导和技术支持。     

螺旋密封性能的试验研究

螺旋密封是一种非接触式节能密封。采用自主设计加工的试验装置,对螺旋密封的螺旋升角、螺旋槽宽等不同的螺旋结构参数做了对比研究。通过试验分析得出各螺旋参数对螺旋密封性能的影响情况:螺旋升角在15.4°时密封性能较好;螺旋槽宽度在12mm时密封性能较好,槽宽在8mm和4mm时密封性能都较差;齿顶间隙增大为0.3mm,螺旋密封的密封能力大大降低。     

多声道气体超声流量计在城市煤气的应用

一概述 1．气体超声流量计进入市场的机遇 在我国以前常用孔板、罗茨（腰轮）、涡轮和膜盒式等气体流量计来测量城市燃气的流量,直到上世纪90年代中后期才掀起使用气体超声流量计（Gas UItrasonic Flowmeter,GUSF）热潮,成为继孔板、涡轮流量计之后的一类重要的天然气用流量计,在“西气东输”的干线中将气体超声流量计作为流量计量的首选仪表。     

带GPRS通信的流量计诊断器的研制

随着中国天然气行业进入高速发展期,气体流量计作为一种天然气贸易的计量仪表,它的性能直接影响到贸易双方的经济利益。本文简述了一种提供更好的诊断技术和多样性的诊断方法,从而降低流量计的运行成本并提高可靠性。其中,通过压损的大小来判断流量计是否出现异常。对于气体涡轮流量计,通过检测高低频信号输出情况也可以判断涡轮叶片或减速机构的传动比是否已发生损坏。对于旋进旋涡流量计可检测流体振动信号受压力波动或机械振动干扰的程度,从而判断旋进流量计是否适合用于其所处的使用场合。并且采用GPRS无线通信技术,实现将测量的过程参数远传至数据中心,组成远程数据采集监控系统(SCADA)。     

涡轮流量计在不同粘度介质下标定曲线形态的实验研究

涡轮流量计的准确度受被测介质及其运动粘度变化的影响。使用体积流量和仪表系数无法从变粘度实验中取得形态一致且可预测的标定结果。应用量纲分析导出雷诺数和斯特劳哈尔数作为描述涡轮流量计性能的无量纲参数。通过改变丙二醇-水溶液的体积浓度得到5个不同运动粘度的介质,分别用于标定一台DN25涡轮流量计。对比结果表明,不同粘度下的标定曲线在雷诺数小于7 400区域出现分离,标定数据最大相差0.9%。随着雷诺数增加,仪表系数中轴承阻滞部分的影响相对减小,标定曲线簇由分散趋于聚拢,标定数据差异小于0.1%。叶片表面的流动边界层发生层湍转捩时阻力的突变导致标定曲线出现驼峰,运动粘度越低,驼峰趋于平缓。轴承阻滞中的静态阻力部分是造成相同雷诺数下仪表系数差异的主要原因,这种差异随雷诺数减小而增加,所以,当校准介质和工作介质的运动粘度有显著差异时,涡轮流量计要避免工作在低雷诺数区域。     

螺旋钻具非定常掘削的研究

螺旋钻具的相应参数对其施工的影响很大,包括钻杆的螺旋升角和转速等。通过理论分析后进行非定常掘削实验,运用Matlab仿真,得到对实际施工有帮助的理论依据。采用三种螺旋升角的钻杆,分别在五种转速、三种土质下进行实验。通过研究分析得知,螺旋升角为20°的钻杆优势明显。无论在何种土质、何种转速下进行钻进实验,扭矩均会随着深度的增加而增大,浅土层施工可适当增大转速,深土层施工就要适当降低转速。     

口吹法初判气体涡轮流量计的小流量误差

针对当前气体涡轮流量计在生产及维修服务的标定效率低的问题,提出了一种口吹法,初步判别气体涡轮流量计的小流量误差,以避免对明显不合格产品做无效的标定,并通过分析气体涡轮流量计的计量性能特点和结合样机试验结果,进一步阐明该方法的实用性和高效性。     

气体涡轮流量计测量不确定度分析

本文阐述了气体涡轮流量计的工作原理,依据JJG1037-2008《涡轮流量计》检定规程和JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》要求,建立了气体涡轮流量计测量不确定度的数学模型,对影响测量不确定度的各个贡献量进行分析,最后得出气体涡轮流量计的不确定度分析报告。     

某型轴流涡轮喷嘴冲角特性研究

涡轮的流量特性和效率特性,对涡轮与柴油机的匹配有重要影响。文章中保持涡轮边界条件相同,改变轴流涡轮喷嘴的冲角,并采用三维数值模拟,对某型轴流涡轮喷嘴冲角特性进行了数值计算和流场分析。结果表明,发动机两个工况下,在-40°-50°冲角下,涡轮内气体流动稳定,流量收敛,在-40°-40°范围,涡轮流量值相差不到0.4%;两个工况下涡轮最高效率冲角约为-30°,增加或降低该冲角,涡轮效率逐渐下降,工况越低,效率变化越明显。     

高压气体涡轮流量计的研制

阐述高压气体涡轮流量计研制的意义和设计依据;并介绍高压涡轮流量计的工作原理、结构特点、性能测试、计量特性等,以此证明研制的高压气体涡轮流量计可以作为贸易计量应用在高压管线上。