弯管流量计的试验研究及其在工业上的应用前景

本文对一系列弯管流量计(包括不同管径、曲径比l/r和取压孔位置等)进行了试验研究,分析了弯管流量计的流量系数与弯管特征尺寸、相对糙度及流动雷诺数等因素的关系,具体指出了弯管流量计在工业上的应用前景。     

热式气体流量计组分补偿方法研究

根据热式气体流量计的基本原理,混合气体的组分改变会导致流量计输出信号的变化,造成较大的测量误差.热式流量计需要重新送回厂家用专用设备进行重新标定.该问题严重影响了热式流量计的推广应用.基于换热方程分析以及经验公式,本文提出了一种新的组分补偿方法.该方法可分为两部分:离线的组分补偿和在线的流量计算.复杂的组分补偿计算可以通过主机上的补偿软件离线完成.流量计微计算机可以利用离线补偿结果完成在线的流量计算.实验结果验证了该组分补偿方法的有效性.     

弯管流量计

利用工艺管道上的直角弯头测量流量(以下简称为弯管流量计)具有简单、可靠、没有附加压力损失等优点。特别是在大口径、大流量的情况下,远此标准孔极、喷咀、文丘利管等成本低廉、加工容易、安装方便。采用直角弯头测流量能够比较方便地实现对液体流量的测量,因此,在国外它已广泛地应用于工业部门。尤其是压水堆核电站,几乎大多数都采用弯管流量计,但国内对它的研究甚少。为了使我国在流量测量方法上多样化,本文对它的工作原理、结构特点、安装要求及性能分析进行了阐述。     

复杂工艺管道巧用弯管流量计实现流量测量

介绍了在走向复杂的工艺管道或各种原因工艺管道直管段不符合流量仪表安装要求的情况下,合理利用弯管流量计测量原理,实现工艺介质流量测量的成功案例,是对弯管流量计在工业生产过程中合理使用的一种探索。     

含内套管的弯管流量测量装置特性研究

为对一种含内套管的弯管流量测量装置的特性进行研究,采用数值建模的计算方式,对内套管在不同安装位置下的流动状态进行数值分析,结果表明流道发生一定变化未对流量系数可靠性产生影响;运用涡轮流量计标定试验对其流动阻力与流量系数进行研究,得出了不同流量下的流量系数,并由此得出该弯管的流量系数经验公式。结论表明该特殊弯管流量测量装置性能稳定,流量系数误差小,可以满足多数工业现场流量测量要求。     

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.     

斜插式超声流量计探头插入深度影响实验研究

研究了DN500和DN1000口径斜插式超声流量计探头安装位置影响误差,针对凸出、相切和凹陷3种探头安装位置分别进行了实验研究.得到了不同探头安装位置对流量计流量测量引入的误差,分析了探头影响误差的来源,深入剖析了流量计表体大小及声道数与探头安装位置引入误差的关系.通过分析给出按照相切位置安装探头的流量计不需进行探头位置影响误差修正,按照凸出位置安装的流量计可以使用修正公式进行修正,修正后流量误差接近于零.凹陷探头修正声道范围影响误差后,流量测量误差变为正值,其探头流场扰动影响需要积累较多数据后根据经验进行修正.     

超声波气体流量计检测精度影响因素分析

在天然气的管道运输过程中,提高气体流量测量的精度是提高运输效率、避免安全事故发生的关键技术。利用流体力学仿真（CFD）方法建立组合双弯管及变径管道模型,定量计算修正系数,对双声道超声波流量计结构和安装位置对于管道内气体速度场的影响进行研究。通过仿真得出超声波流量计的最优声道位置,并结合实验验证了仿真结果的可信性。模拟结果表明,双弯管和变径管与超声波流量计的安装位置至少为10D才能保证流体充分流动;通过修正系数随雷诺数的变化情况得出双声道超声波流量计的最优声道位置为距管道截面中心0.25D处。研究结论对于不同性质气体的流量检测同样适用,为工业中气体运输检测精度的提高以及超声波流量计的优化提供了依据。     

上游弯管对超声波流量计精度影响及整流设计

针对上游弯管流场变化对超声波流量计测量精度的影响,利用CFD对测量管道内部流场进行数值仿真模拟,并设计整流器改善由弯管导致的明显的二次流和涡流等情况,以减小超声波流量计测量误差。研究对象为基于时差法的DN15超声波液体流量计,流量范围在0.1～1.5 m~3/h内,上游弯管与流量计之间测试直管段距离为2～20D。对比超声波流量计加装整流器前后测量误差,通过实验结果验证,未整流时流量计随着直管段越短测量误差越大,安装的整流器可以改善管道内流场的速度分布,将直管段长度缩短为10D,提升超声波流量计测量误差满足在±1.5%以内,验证了数值模拟的正确性,对工程实际应用具有一定指导意义。     

弯管流量计动态质量评价研究

克服传统的产品质量评价方法的不足,以DN100弯管流量计为例,对弯管流量计的动态质量及其评价指标进行研究。利用有限元分析软件ANSYS分析现场环境温度、管内介质温度和前后直管段长度对弯管流量计几何形状的影响,并得出各工况下的弯管结构尺寸参数及其质量指数的变化规律。基于有限元分析的弯管流量计动态质量评价系统已在某热电厂得到应用,并且取得了预期的使用效果。     

单弯管下游超声流量计的安装和测量性能研究

对大管径多声道超声流量计在单弯管下游流场中的安装和测量性能进行了数值仿真研究,分析了超声流量计在0.1 m、1 m和10 m口径下不同流速、声道数、旋转角以及前直管段长度时测量误差的变化规律。仿真结果表明,交叉声道布置形式对弯管产生的二次流所引入的横向测量误差有很好地抑制作用;对于大口径弯管下游流量测量,采用交叉4声道且将超声流量计安装在弯管下游5D位置可以获得1%的精度,且随着声道数的增多测量误差有减小的趋势;相同雷诺数时的测量误差基本相同。研究结果可为大管径多声道超声流量计的实际安装和使用提供一定的参考。     

在检测与控制回路中用涡街流量计代替孔板及差压流量计（一）

把涡街流量计用于控制回路的流量测量是目前流量测量工程师十分关心的热点问题，我们根据多年应用孔板流量计和漏街流量计的经验详细论述了用涡街流量计代替孔板流量计测量流量的好处，并就如何使用涡街流量计测量流量作了详细说明。     

在检测与控制回路中用涡街流量计代替孔板及差压流量计（二）

把涡街流量计用于控制回路的流量测量是目前流量测量工程师十分开Ｃ的热点问题，我们根据多年应用孔板流量计和漏街流量计的经验详细论述了用涡街流量计代替孔权流量计测量流量的好处，并就如何使用涡街流量计测量流量作了详细说明。     

温压补偿型超声气体质量流量计

对超声时差法进行算法改进后，结合气体密度公式推导出超声质量流量方程，据此设计出温压补偿型超声气体质量流量计，给出了流量计核心系统及温压补偿部分的硬件设计。将只用于流体体积流量测量的超声流量计推广到气体质量流量测量领域，使超声流量计趋向理想化。经实验证明此流量计在测量常压空气时精度可达1．42％。     

非线性最小二乘法在多声道超声波流量计测量非理想流动中的应用

针对多声道超声波流量计在流量计算过程中应用的数值积分方法只适用于理想的充分发展流动的问题,提出在测量非理想流动时应用非线性二乘法计算最小的流速误差的平方和,流速误差平方和最小时计算得到的权重系数即为多声道超声波流量计在测量非理想流动时的最优权重系数,提高了流量计在测量非理想流动时的精度。应用计算流体力学仿真软件FLUENT对单弯管和异面双弯管下游5D和10D处的流速测量进行仿真验证,应用优化后的权重系数进行流速计算可以使测量误差减小到±0.5%以内。     

环形管流量计的原理和应用

环形管流量计是离心式仪表的一种。本文对环形管流量计的特点做了阐述,对流量公式及其修正因子做了比较详细的论述。此外,还分析了环形管流量计的性能,并介绍了几种条件下的实际应用。     

新型正弦行星齿轮流量计的三维实现及流量脉动分析

根据正弦函数曲线类比推导出了正弦齿轮的直角坐标方程,利用CAXA电子图板2007的公式曲线功能和Pro/E软件建立了正弦齿轮和流量计的三维模型。为了探究正弦行星齿轮流量计的测量精确性,进行了流量脉动分析,分析结果表明:该流量计比渐开线齿轮流量计具有更小的流量脉动率。     

关于蒸汽流量计量的特点及提高计量准确性的对策

蒸汽流量的计量是流量计量的难点.该文阐述了蒸汽流量计量的特点,指出了影响蒸汽流量计量的主要问题,并提出了提高蒸汽流量计量准确性的对策.     

渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计脉动性研究

该文分析了渐开线外啮合斜齿轮流量计出现困油现象的根本原因,并且从理论上推导出消除困油现象的重合度公式,最终得出渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计不发生困油现象的临界螺旋角。按照临界条件建立流量计模型,并利用PumpLinx仿真软件对渐开线外啮合圆柱直齿轮流量计和渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计的流量脉动进行比较,说明渐开线外啮合圆柱斜齿轮流量计在减少流量脉动性上的优越性。     

超声波流量计整流器优化设计

气体超声波流量计的测量精度由飞行时间的测量精度和流量计自身的流场适应性决定,流量计的流场适应性又由流量计的声道布置和整流器的性能决定。文章设计了一种内嵌于流量计的整流器,详细阐述了该整流器的结构、各模块的功能。介绍了整流器性能优化的理论依据、过程以及整流器性能优劣的判别准则。该整流器性能优化主要取决于起旋器的优化,文章给出了装有8片起旋器和装有10片起旋器的整流器在直管、单弯管下的性能参数对比,试验结果显示装有10片起旋器的整流器有着更好的流场适应性：重复性满足国标要求,直管示值误差与弯管示值误差的差值<0.3%。文章的创新点在于给出气体超声波流量计整流器设计和优化的理论依据和一整套流程,对于设计气体超声波流量计整流器的科研人员有借鉴意义。