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...     

一种热式气液流量测量技术的仿真与研究

依据能量守恒原理和流量测量原理,提出了一种新型热式气液质量流量的测量方法,并基于方法设计了相应的热式气液质量流量计.对其进行数值模拟,研究了流量计在不同流速下的温度分布情况,分析和比较了不同流速下的导热杆上下端温度传感器的温差值,获得了适用的量程值.最后,对流体管内湍流换热过程进行分析,并对测量方法进行了测量精度的定量分析,分析结果显示其测量精度可达到98%,符合工程应用要求.计算结果为该热式气液质量流量计的设计、优化、定型提供了重要的参考依据.     

非绝缘管壁电磁流量计的权重函数仿真分析及实验

电磁流量计权函数的正确求解对测量速度分布极其重要,是电磁流量计基础理论的重要部分。文中采用有限元的方法,对一种特殊电磁流量计-非绝缘管壁电磁流量计的权重函数进行研究。首先用Comsol Multiphysics构建了非绝缘管壁电磁流量计的数值仿真模型并对边界条件进行研究,其次分析了不同电导率以及厚度测量管的权函数,最后从实验的角度验证分析结论。并证明了在有效区域内,当磁场均匀时,虚电流密度的分布与权函数分布的一致性。文中的分析方法在研究电磁流量计管壁污染以及电极污染对权函数的影响都具有非常重要的意义     

动态补偿在冲板流量计中的应用

为提高冲板流量计的测量精度,对冲板流量计的测量特性进行了实验分析。在实验数据的基础上,辨识出该冲板流量计的传递函数,建立了冲板流量计的数学模型。在进行了模拟可行性研究后,设计出了针对该冲板流量计的动态补偿函数。用simulink工具箱构造了三种不同的冲击信号,通过动态补偿,理想的稳态连续物料、单个物料、间断性物料的流量测量精度均得到了提高,因此,该方法对提高冲板流量计的测量精度是十分有效的。     

弯管流量计测量特性的数值模拟与试验研究

为了优化弯管流量计的测量,综合运用流场数值模拟和实流标定试验两种方法,研究了弯管流量计的测量特性.在对安装有弯管流量计的流场数值模拟的基础上,根据压力分布特点确定了较优的取压口斜度;然后,在内径为100 mm的管道中用空气进行了实流标定试验.结果表明:为了增加差压测量的灵敏度和减小二次流对测量的影响,可将弯管流量计的取压口选取在与上游端面成45°夹角的地方;在试验范围内不同流量下,弯管流量计的流量系数都比较稳定,相对误差都介于±3%之间,能够满足大多数工业现场流量测量的要求.     

均速管流量计测量点定位的随机模拟法

均速管流量计属节能仪表,近年来发展迅速,对其研究日渐增多。确定均速管流量计的测量点的方法有等截面环法、切比雪夫法和对数直线法3种,作者根据流体在圆管管内流动规律提出了第4种方法,即随机模拟法。具1~6个测量点的随机模拟法均速管流量计,根据圆管内充分发展稳定湍流的流速分布呈指数规律,通过随机模拟算法确定测量点的中心距,平均流速平稳、一致,重复性能好。其他3种均速管流量计,随测量点增加而与之接近。均速管流量计阻力消耗相当于孔板流量计的5%,测量精度的稳定性与测量点的定位密切相关,随机模拟法定位具有一定的实用价值。     

基于Fluent的涡轮流量计前导流体改进研究

涡轮流量计因具有精度高、可靠性好、使用方便等优点而被广泛应用于工业测量中.前导流体作为涡轮流量计的主要部件之一,对其测量精度与可靠性具有重要影响.本文通过Fluent数值模拟的方法分析了前导流体不同结构参数对整流效果的影响,考察了叶轮轮毂处的速度分布和流场均匀性,并在此基础上提出了对前导流体结构的改进设计.通过试验方法对比了不同结构参数下涡轮流量计的计量性能指标,验证了改进方案的有效性,为前导流体的改进研究做出了有益探索.     

涡街流量计内壁面压力分布的数值模拟

为了研究涡街流量计内部流场结构,通过GAMBIT软件的非结构化网格技术和FLUENT软件的RNG k-ε模型对涡街流量计的流场进行了三维数值模拟,描绘了涡街产生和脱落过程,着重分析了壁面压力分布随涡街脱落的演变情况.结果表明:涡街流场中靠近旋涡发生体的壁面静压有较明显的波动,在距离旋涡发生体一定范围内,越靠近旋涡发生体,静压幅度越大;而在对称于管道轴线的位置,壁面静压幅度相等,相位相反.该研究为优化涡街流量计的结构设计和测量性能提供了有益的参考.     

基于Flotherm的热式汽车空气流量计热模拟分析

空气流量计是汽车众多零部件中很重要的传感器,利用Flotherm软件建立了两种热式汽车空气流量计的三维模型,并对两种方案进行热模拟,比较不同方案对流量计散热性能的影响,所得结果对于热式汽车空气流量计的设计有一定指导意义.     

高压气体涡轮流量计研究

针对目前市场对计量高压气体流量计的大量需求,设计了一种新型高压气体涡轮流量计的结构方案。在常压气体涡轮流量计研究的基础上,对壳体的材料与结构、主轴承的供油系统及其轴向缓冲结构进行研究。采用理论分析、结构设计以及试验验证,研制了适用于高压环境的气体涡轮流量计。通过耐压试验台装置模拟管道介质压力,对流量计供油系统及主承压壳体进行可靠性测试;根据测试试验数据,提出关于推力与活塞面积、介质接触面积以及介质压力之间所存在的经验公式;通过高压环道装置,在不同压力、不同流量下,对整机进行示值误差性能测试及分析,以优化轴向缓冲结构。测试结果表明,该新型高压气体涡轮流量计能安全、准确,可长期应用于高压介质计量领域。     

《新型流量检测仪表》

流量检测仪表广泛应用于流程工业、公共事业和储运交接等领域，新型检测仪表随着科学技术进步不断涌现。本书对涡轮式流量计、电磁流量计、流体振动流量计、超声流量计、科里奥利质量流量计、多相流量计、相关流量计、插入式流量计等九类新型仪表进行了分析和讨论。对其中进入工业实用阶段的仪表，进行了理论分析或设计评述。     

基于Matlab对浆液噪声的分析

介绍了浆液型电磁流量计的发展及其在工业中的重要地位,在浆液测量中,由于浆液噪声叠加在实际的流量信号中造成了测量的误差。为了更好地掌握浆液噪声的特性,通过不加励磁激励的电磁流量计采集浆液噪声,然后通过Matlab信号处理工具箱对在不同流速下采集到了浆液噪声信号进行分析,得出了浆液噪声近似符合1/f分布的特性,并对采集的数据进行了概率密度分析得出了浆液噪声幅值近似高斯分布的特点。通过对浆液噪声的分析进一步确立了电磁流量计如何克服浆液噪声的方案,对浆液测量起到了积极作用。     

超声波流量计整流器设计及验证

针对时差法超声波流量计的测量准确度受管道条件影响较大的问题,采用在流量计前端加装整流器的方法,以减少因弯管等阻流件导致管道内出现的二次流、涡流等现象,从而满足计量准确度的要求。整流器由风扇式叶片、直管混合区和多孔管段三部分组成,风扇式叶片分别设计为8片、10片和12片三种形式。通过计算流体力学(CFD)数值仿真对管道内流速分布形态和线速度分布的一致性进行分析。仿真结果表明,整流器叶片数为12片时整流效果最佳。采用标准流量计法流量标准装置,对12片叶片的整流器的整流效果进行试验验证。试验结果表明:12片叶片的整流器不仅可以满足超声波流量计的测量准确度,而且可以缩短上游弯管与超声波流量计之间的直管段距离。超声波流量计在工商业等天然气运输管道中的应用具有明显的优势。     

基于超声波流量计的流速模拟器设计

为了解决超声波流量计必须在管道以及流体都存在的情况下才可以进行信号链路功能测试的不便性，设计了一种专门针对超声波流量计的流速模拟系统。流速模拟系统以FPGA为核心，实现了对待测超声波流量计发射起始时间点的检测以及模拟回波信号的产生。通过分别测量顺流和逆流两种情况下的渡越时间差，计算被测流体的流速和流量，并进行数据分析，方便快捷地实现了对超声波流量计收发信号链路的功能验证。     

催化分解发动机试验用高浓度过氧化氢热式质量流量计研制

在研究新型高浓度过氧化氢催化分解发动机和进行催化剂性能测试时,过氧化氢流量是计算催化剂床载荷,衡量过氧化氢分解效率的重要指标。在某新型发动机研究中,由于过氧化氢流量不足20g/s,再考虑到高浓度过氧化氢的特殊物化性质,因而无法找到合适的流量计进行流量测量。通过分析各类常用流量计性能特点,最终研制了一种基于热分布型质量流量测量原理的小流量高浓度过氧化氢流量计。它满足小流量测量、与过氧化氢直接接触的材料二级以上相容、流量计内部无阻流部件的要求,测量精度优于3%F.S。     

超声流量计探头扰流影响的流声耦合研究

超声流量计测量过程中探头对流场的干扰是流量计系统偏差的重要组成部分,为探究超声流量计探头大小和结构设计所引起的扰流效应,计算实验室实流校准的修正系数,对超声探头扰流影响进行了流声耦合仿真,定量分析了声道速度分布、探头声压信号及其与实测速度之间的关系,得到了小口径流量计探头扰流的系统偏差;并利用分段加权平均的方式,进一步推导了更长声道长度情况下的探头扰流系统偏差.     

微尺度射流流量计的设计与仿真研究

MEMS流量控制系统中,需要微型化的流量传感器,设计了一种反馈流驱动的微尺度射流流量计.采用数值模拟的方法对微尺度射流流量计进行研究,CFD软件的仿真结果表明:在较宽入口速度范围内该微尺度射流流量计起振快,振荡稳定,切换灵敏,斯特劳哈尔数基本恒定,并且流速测量下限可以达到0.075 m/s,在一定程度上为射流流量计的微...     

新型智能差压式流量计的设计

通过对管内流体流动机理的分析,推导出差压式流量计的流量方程,并提出一种有别于目前普遍采用的新型智能差压流量计的设计方法,同时分析了误差的形成并给出误差修正。用水流标准装置对流量计进行了实流校验,进行了不确定度分析与计算,确定了流量计的准确度等级,从而证明了所设计系统的可行性。     

质量流量计产品分析及发展研究

对质量流量计测量技术应用情况进行了总结分析,旨在预测质量流量计技术发展前景,研究新技术在质量流量计产品的应用。介绍了质量流量计供应市场情况,汇总了国内外市场规模和主要厂商市场份额,进行了主要厂商产品技术进步情况调查,分析了技术进步对产品性能提升的促进作用,提出了质量流量计技术发展方向。使用主要技术指标横向对比的方法,对国内外主流品牌的主要产品进行了详细对比,总结分析了主要厂商在产品系列、性能指标、功能开发等方面的优缺点。通过指标比对,全面梳理了供应市场主要产品情况,得出国内外厂商产品技术特点,指出了国产质量流量计存在的技术差距,并提出国产质量流量计性能提升方向。未来,通过将新的技术不断应用于产品,质量流量计将成为智能终端,除了提供测量功能外,还将实现自身状态评估、故障诊断、自动校准等多种功能。     

核电站浮子流量计的卡涩机理及应对研究

在核电站项目建设的调试及运营期间,调试及运行人员报告部分金属管浮子流量计在运行时存在卡涩情况。为应对浮子流量计卡涩的问题,基于对浮子流量计测量原理的分析,结合现场故障流量计的拆解情况进行卡涩故障的机制推演,完整分析了浮子流量计卡涩故障的环境工况因素和自身结构条件,并得出卡涩故障是管道内未吹扫干净的铁磁性杂质和浮子流量计运行机制共同作用所致的结论。根据故障机制的各作用环节提出了针对性的解决方案。在此基础上,对浮子流量计厂家提出的解决方案进行了分析,并对后续核电项目选型使用金属管浮子流量计提出了避免卡涩故障的具体应对措施。该研究结果可用于指导核电站流量测量方案的制订,对浮子流量计的设计改进和研发方向有启示作用。