皮托管测量影响因素分析Ⅰ.检测杆与安装角的影响

在现场使用中,皮托管不可避免地会偏离其标准使用条件,从而引起附加误差.针对不同型号的皮托管进行了较系统的试验,旨在研究检测杆和安装角对皮托管测量的影响.结果表明,在被测流速较低时,皮托管检测杆直径的大小对全压的测量影响较小,且测量值误差也较小;在皮托管安装角不超过±10°的范围内,流速测量误差为±2%;较小管径检测杆的测量值存在非零安装角时,受流速的影响比较小.这些结论为优化皮托管的测量提供了指导.     

皮托管测量影响因素分析 I. 检测杆与安装角的影响

在现场使用中,皮托管不可避免地会偏离其标准使用条件,从而引起附加误差.针对不同型号的皮托管进行了较系统的试验,旨在研究检测杆和安装角对皮托管测量的影响.结果表明,在被测流速较低时,皮托管检测杆直径的大小对全压的测量影响较小,且测量值误差也较小;在皮托管安装角不超过±10°的范围内,流速测量误差为±2%;较小管径检测杆的测量值存在非零安装角时,受流速的影响比较小.这些结论为优化皮托管的测量提供了指导.     

探头偏转角对皮托管测速精度影响分析

皮托管在进行流场风速测量过程中,其探头偏转角对测量精度有很大的影响.针对皮托管探头偏转角对测量精度的影响,根据皮托管测量原理和数据处理方法,建立了仿真分析模型,选取Fluent中Standard k-ε Model作为流体力学分析控制方程.通过分析现有锥形及球形感应头对流场的影响,并改变感应头偏转角,分析了偏转角对皮托管风速测量精度的影响.结果表明:锥形感应头对流场的扰动小于球形感应头,当锥形感应头偏转角为15°时,皮托管对被测管道内流场的扰动最小,测量精度最高.     

类S型皮托管及其测量特性研究

S型皮托管是工业过程中测量含尘气体最为常用的流速测量装置之一,但由于取压孔开口较大,对其测量会有一定的影响。为了减小取压孔引起的误差,并保持S型皮托管的优点,研究了一种新型的皮托管——类S型皮托管的测量特性。首先,根据对置有皮托管的流场数值模拟的结果,确定了较优管型的开口斜度;其次,在流速范围为15~50m/s的DN100风管中对类S型皮托管进行了实流标定实验。结果表明:在实验范围内,类S型皮托管的校准系数都比较稳定,并非常接近1,其相对误差为±4%,能够满足大多数工业现场介质流速测量的要求。     

皮托管测量影响因素分析 II. 全压孔与静压孔的影响

为了讨论皮托管全压孔和静压孔几何参数对其测量特性的影响,采用试验和数值模拟相结合的方法,对不同型号的皮托管进行了研究.结果表明:对于皮托管全压,在流速较低时,由较小的全压孔测得的全压较接近参考值,而在流速较大时,大多数全压孔的测量值误差都比较大;对于皮托管静压,由较小外径的检测杆测得的静压值较接近参考值,静压孔不宜布置在太靠近测头或竖直检测杆的地方.这些结论为优化皮托管的测量提供了指导.     

超声波流量测量影响因素的研究

详细分析了温度对超声波传输速度的影响以及温度、管径、流体流速等因素对流体流动状态的影响。在此基础上,采用FluidFlow软件进行了必要的仿真,并在流量计检定装置上进行了相应的试验。仿真和试验结果验证了温度、管径、流体流速等因素的影响,在对上述影响因素进行相应的系数修正后,保证了超声波流量计的计量精确度。     

皮托管在瓦斯抽放煤层气输送计量中的应用

针对皮托管在煤矿现场人工测量管道瓦斯流量不准确的现象,采用分类列举的形式,根据不同的人为因素,详细分析了造成测量误差的原因。引入了通过使用智能型皮托管测量装置来解决这些问题的方法。智能型皮托管测量装置在人工现场测量管道瓦斯流量过程中具有更强的现场适用性和很好的发展前途。     

气动调节阀保位系统在原油管道上的应用

为了确保原油管道在设定的压力下安全运行,采用MOKVELD气动调节输油站场阀来自动调节输油站场管道进出站压力和管道压力波.原油管道输送工艺的特殊性要求调节阀出现故障时应处于保位状态.分析了现有调节阀控制原理和故障保位方案.由于调节阀配套的FISHER DVC6010电气定位器本身不具备故障保位功能,通过对调节阀进行增加电磁阀和信号保护模块的改造,实现了调节阀的故障保位功能.改造后的调节阀已成功应用于原油管道,确保了管道安全平稳运行.     

成品油管道调节阀执行机构的选型及应用

成品油管道的压力调节系统主要包括出站压力调节系统和下载压力调节系统。为确保成品油管道在设计的压力下平稳运行,采用调节阀实现常温密闭管道的压力自动调节。调节阀确定了,选择性价比高的执行机构至关重要。文章阐述了管道压力调节系统的组成,介绍了调节阀执行机构的工作原理及各自的特点,并针对两种不同使用位置的调节阀进行功能分析和选型。经分析比较,出站调节阀采用电液联动执行机构、下载调节阀采用电动执行机构具有较高的性价比。目前这两种执行机构的调节阀已成功应用于成品油管道,确保了管道安全平稳的运行。     

非介入式超声管道压力测量方法研究

现有非介入式超声管道测压方法的不足主要表现在:对测量不同管材、管径的管道压力适应能力差;低压测量误差大;温度、流速波动对测量准确度影响大.论文提出了利用扩大直接测量时间法、间接测量时间法(相位测量法)、共振法、衰减法以改善现有方法的不足.同时建立了涉及温度和流速的压力测量数学模型.为超声非介入式管道压力测量方法改进提供理论借鉴.     

Modelling of Pulp Flow Rate with Variable Consistency

Pulp and paper mills can be seen as big pumping plants, where mass is pumped from one step to another. The proper operation of the process in its different stages does not allow large deviations from given operation conditions, which makes it essential to monitor and control the flow rate and the consistency of the pulp. A structure is suggested for the modelling of pulp flow rate, and possibilities for using the pump-valve system as a flow meter are examined. The overall model structure consists of a Wiener model for pressure difference, a non-linear dynamic valve model, and a static mapping for flow rate. A full-scale pilot plant of pulp flow through a valve in a pipeline is used for experimentation. Linear dynamics and non-linearities due to the pump, valve and the pulp consistency are identified based on online measurements obtained from calibration tests. The results show that a simple model could be identified which, together with a valve model, can be further applied for the purposes of accurate flow control.     

基于丝网传感器的气水两相流流型转换测量

两相流流型有助于两相流体结构与运动规律的研究,是开展气水两相流研究的基础。为了探究各种流型之间转换过程中的流体动力学现象,利用丝网传感器(Wire Mesh Sensor,WMS)通过对50 mm内径的垂直管道不同流动条件下各种流动形态的空隙率、气泡分布及其变化过程成像测量表明在水相表观流速不变,气相表观流速增加的条件下,从泡状流到弹状流过渡过程中,均匀分布的离散小气泡密度逐渐增加,管道中心气泡浓度逐渐高于管壁,管道中心小气泡开始碰撞聚合形成大气泡;随着水相表观流速减小,进一步增加气相表观流速,弹状大气泡破裂成若干不规则气泡,向下一个流型过渡。     

气体超声波流量计整流装置设计与仿真分析

针对超声波流量计易受管道内流态畸变影响的特点,设计了一款由叶片式起旋器、直管混合腔与蜂窝整直器构成的复合整流装置,加装在超声波流量计上游.运用大涡模拟方法对无/有双弯头+半开平板扰流条件下超声波流量计内部的流场进行仿真,分析了测量声道上的速度分布以及整流装置安装间距对其产生的影响,评估了整流装置的性能.结果表明,无整流...     

神经网络改进算法在超声波流量测量中的应用

由于液压系统中管路结构造成的紊流现象对传统超声波流量计的影响,文章在非充分发展流体的截面流速分布特点的基础上,提出采用多通道超声波测量方法获取流速信息,并将BP神经网络系统应用于流态识别和流量计算,通过对BP网络进行节点和阈值优化,提高了神经网络的识别精度;采用此方法不仅提高了超声波流量计对于非充分发展流体的检测能力,而且降低流量计在测量安装时对直管短长度的要求,增强了仪器的适应能力,具有广泛的工业应用前景。     

闸阀扰流对外夹式超声流量计测量精度影响研究

受管路内不稳定流场的影响,外夹式超声流量计超声波传播声道上的流量计算模型改变,进而产生测量误差。采用计算流体动力学（CFD）仿真计算方法对50%闸阀开度时的管路流场进行了仿真分析,研究了闸阀前后不同位置处流场变化引起的流速变化情况,并在不同位置处提取多个声道的线平均速度进行比较,分析了选取不同声道时超声流量计的测量误差。最后,通过开展多声道超声流量计实测实验对CFD仿真计算结果进行了验证。     

煤矿管道瓦斯流量计量技术研究

阐述了煤矿管道瓦斯流量计量技术的发展现状,分析了孔板流量计、涡街流量计、皮托管流量计、旋进漩涡流量计、V锥流量计的优缺点;针对瓦斯流量测量准确度受气体中的杂质和瓦斯体积分数变化影响的问题,提出了解决办法;建议煤矿瓦斯抽放管网中的主管、干管、支管采用V锥流量计,汇流管以及各评价单元采用多点采样的插入式流量计;指出煤矿管道瓦斯流量计量应根据不同的现场状况、工况条件及测量需求选择相应的流量计。     

便携无损式超声波流量测试系统设计与验证

针对传统液体流量计传感器会对管路造成损坏或阻碍液体流动、操作安装较为复杂的问题,设计了一种基于时差法的便携无损式超声波流量测试系统,采用外夹式超声波探头形式,无需破坏管路系统即可实现液体流量的精确测量;该系统采用粗时间与细时间测量相结合的测量算法设计了一种基于延迟线内插法的FPGA高速率、高精度时间测量算法电路,最高可实现1050 Hz的测量速率;设计了信号调理校准电路,具备较强的正负增益可调性以及高信噪比输出能力,增益可调范围达到-23.5～+116.5 dB;还设计了多种传感器专用安装导轨以确保其安装精度;最后,在计量实验室进行了验证测试,结果表明所设计的测试系统符合JJG1030-2007规范准确度0.5级的技术要求,准确度低于±0.5％,重复性低于0.1％.     

The valve location problem: Minimizing environmental damage of a spill in long oil pipelines

A shutoff valve is a control device that blocks oil flow in a pipeline in order to reduce the oil escape. This paper addresses the valve location problem where, given a pipeline network and a number of valves for installation, the task is to find a valve location that minimizes the maximum environmental damage of an oil spill. We present the first complete framework for fast computing of an optimal valve location in a general oil pipeline network. To achieve this, we formalize the problem and explain how to quantify environmental damages. Next, we present two fast algorithms optimally solving the valve location problem on linear pipeline segments. Further, we show how to extend the algorithms to solve the problem on a general pipeline network. We conclude with a computational study showing that solutions provided by our framework can reduce the adverse effects of a spill by up to 37% compared to the currently used solutions.     

引射式跨声速风洞流场控制软件设计

目前提出的引射式跨声速风洞流场控制软件抽气端压力过大,导致排气阀气流排气速度变化过于剧烈;设计了一种新的引射式跨声速风洞流场控制软件,在风洞的控制程序中引入了马赫数和雷诺数,对控制质量进行试验检测,以实现风洞系统能够达到更精准快速的控制水平;在风洞流场控制系统中引入了解耦系统,对风洞测试各部分参数进行解耦筛选,提高各参数的准确度,有利于控制系统实现精准控制;实验结果表明,设计的引射式跨声速风洞流场控制软件能有效降低引射式跨声速风洞流场控制软件抽气端压力,使排气阀气流排气速度处于稳定状态。