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。     

旋进旋涡流量计旋涡进动效应的数值模拟研究

使用数值计算的方法建立了旋进旋涡流量计旋涡进动效应数值模拟数学模型，应用FLUENT软件分析了旋涡进动效应流场演变情况，并通过与实验结果的对比分析了数值模拟结果，讨论了仿真误差产生的原因。     

旋进旋涡流量计结构参数优化研究

借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了仿真分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个最佳值.     

旋进漩涡流量调节装置流量调节特性研究

采用实验方法,对旋进漩涡流量计-锥形阀组合式流量调节装置的流量测量与调节特性,进行了研究.首先在有无锥形阀情况下,对旋进漩涡流量计的输出特性进行了测试,发现无论上游有无锥形阀,所测得压力信号的脉动频率与流量之间均呈现良好的线性关系,且同一流量时,锥形阀的存在引起的压力脉动频率变化小于5%.测量结果说明,在这种组合式的流量调节装置中,旋进漩涡流量计能够正常工作.装置的流量调节特性测试中,在进口压力为0.11～0.23MPa、阀芯行程0～8mm的范围内,测量了流量的变化情况.结果发现,进口压力不变时,流量随着开度的增大而增大,流量与开度之间呈线性关系;当进口压力增大时,通过的流量也增大;反之亦然.     

旋涡进动流量计传感器的安装对测量的影响

 用自行设计的流量计实验台，对50 mm El径旋涡进动流量计上不同的压电式压力传感器安装方式进行了试验．结果表明，传感器安装对测量结果有显著影响．并给出了较佳的传感器安装方式和传感器的设计准则．     

三传感器旋进旋涡流量计实验研究

采用实验测试方法研究了三传感器气体旋进旋涡流量计性能.三个动态压力传感器周向均布安装在流量计喉部同一横截面.实验流量计尺寸为DN50,实验在流量为0.25~127 m3/h的音速喷嘴装置上进行,流量测试范围为20~100 m3/h.主要检测和分析旋涡进动频率特性和脉动压力信号强度.结果表明,实验流量范围内旋涡进动频率与流量之间呈线性关系;双传感器相对布置和三传感器周向均匀布置情况下,压力差分信号的RMS值分别增大到单个传感器的1.7倍和2.8倍;三传感器布置方案较双传感器方案可进一步提高该类型流量计小流量测量的能力.     

旋进旋涡流量计的数值模拟研究

通过计算流体力学(CFD)的方法对50 mm口径的旋进旋涡流量计进行了数值仿真.分析了旋涡进动效应下流量计内部流场的演变情况,找出传感器最佳安装位置以减小外界振动与流体脉动噪声对旋进旋涡流量计造成的影响,并且在此基础上对旋进旋涡流量计进行改进——在旋进旋涡流量计前面加导流片.改进后的旋进旋涡流量计压力损失有了较大幅度的减少.     

泵站水泵蜗形进水池的试验研究

火电厂冷却水泵进水池通常采用矩形进水池,通过分析表明矩形进水池的流态并非十分理想,水力设计尚需改进。因此提出蜗形进水池方案代替矩形进水池,并且通过模型试验来研究两类进水池水力性能的优劣。试验中采用美国进水设计标准中旋度计测量涡角检验进水性能的方法。试验结果表明蜗形进水池优于矩形进水池。研究结论和传统的泵装置性能试验结论一致,表明通过涡角检验进水性能的方法是可靠正确的。     

基于FLUENT数值仿真下的旋进旋涡流量计的研究与优化

对旋进旋涡流量计中旋涡发生体的结构进行了如下改进:将旋涡发生体的叶片与主轴的夹角由原来的60°减小到45,°将叶片由六片增加到七片。利用FLUENT数值仿真软件对改进后的旋进旋涡流量计做了数值仿真计算,对改进方案进行了验证,最后在实验装置上进行了试验。仿真结果与试验结果均表明,改进后的旋进旋涡流量计压力损失有了较大幅度的减小,并且在保证压力损失较小的同时其测量下限也有所降低,克服了旋进旋涡流量计应用中的一个不足。     

旋进旋涡流量计取压方式对检定结果的影响及改进措施

为了了解表体取压孔取压和管道取压孔取压两种取压方式对旋进旋涡流量计检定结果的影响,比较了不同口径、不同生产厂家的旋进旋涡流量计在两种取压方式下的流量计相对误差,分析了不同流量点下的误差关系。结果表明：①旋进旋涡流量计型号一定的情况下,用表体取压孔取压方式检定流量计时流量计的线性度较好,用管道取压孔取压方式检定流量计时流量计的线性度较差;②流量测点相同的情况下,表体取压孔取压检定方式的流量计误差较小,管道取压孔取压检定方式的流量计误差较大;③两种取压方式引起的误差随着流量的增大而逐渐增大,在流量为2 900 m3/h时两者相差近6.2%,远远超出了流量计的准确度等级,因此,在旋进旋涡流量计的检定过程中,应避免在流量计表体取压孔以外的地方取压进行检定。同时还提出了避免旋进旋涡流量计取压孔堵塞的改进措施：改进流量计结构、安装过滤装置、涂抹润滑油和设置取压无效报警。