基于响应面法和正交试验的涡轮流量计优化设计

为降低流体黏度对涡轮流量计测量精度的影响,将涡轮流量计仪表系数线性度误差最小值作为目标函数,在运用计算流体力学（CFD）仿真的基础上,先通过Plackett-Burman设计筛选结构参数,并根据几何结构对目标函数的影响将其划分为两个等级,即显著影响因素和次显著影响因素;再通过Box-Behnken设计及响应面法对显著影响因素进行优化设计,分析结构参数间的交互作用,得到参数的最优设计点;最后在响应面分析基础上通过正交试验对次显著影响因素进行优化设计,得到最优参数组合。对最优参数组合的涡轮流量计进行试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,仪表系数线性度误差由1.71%下降至1.59%,表明优化后的涡轮流量计测量精度得到了显著提高,基于响应面法和正交试验的优化方法可以用于涡轮流量计的结构设计。     

基于RNG k-ε模型的内锥流量计气体流出系数预测

将计算流体动力学（CFD）气体仿真实验和物理实验相结合，探索不同等效直径比、前后锥角等关键几何参数以及雷诺数对内锥流量计气体流出系数的影响规律．湍流模型为RNG k-ε模型，实验样机为27种锥体组合结构，实验介质为常温常压空气．仿真实验表明：等效直径比对内锥流量计气体流出系数有决定性影响；前锥角有较大影响，而后锥角对其影响不显著；流出系数随雷诺数增大而趋于常数．利用实流物理实验标定装置对仿真结果进行验证，气体流出系数的预测精度在2％～7％之间．     

流体粘度对涡轮流量计性能影响的理论预测

流体粘度是影响涡轮流量计性能的主要因素之一。本文运用粘性流体力学原理对现有涡轮流量计理论模型进行了改进。根据新模型计算的流量计特性曲线与变粘度实验结果更为吻合,从而为解决工业生产中涡轮流量计测量结果的粘度修正问题提供了实用的方法。利用本文的研究结果还可预测仪表几何参数和来流速度分布等因素对涡轮流量计性能的影响,作为改进仪表设计的理论依据。     

流量计性能受流量稳定性影响实验

流量波动是影响流量计性能的重要因素之一.为了测试流量计测量性能受流量稳定性的影响,通过控制水泵转速模拟了10种不同的流量稳定性状况,对4种典型的流量计进行了测量性能实验.以仪表系数或流量系数相对偏差、线性度和重复性为评价指标.实验结果表明:流量计性能受流量波动影响的大小,不但与流量波动的幅度和周期相关,而且与流量计本身特性相关;均速管流量计流量系数发生偏移,测量重复性变差,流量系数与差压平方根的倒数成正比,测量时间内取流量平均和差压平均的方法不能减弱该影响;涡轮流量计在小流量点处仪表系数明显偏小,仪表系数发生偏移,线性度变差;电磁流量计仪表系数发生偏移,测量重复性变差;科氏质量流量计仪表系数发生偏移;对使用转换器的流量计,提高其信号采样频率和运算速度,可以提高流量计测量精度.     

测量小流量的切向式涡轮流量传感器的仿真与实验

为深入研究切向式涡轮流量传感器的工作机理,推导了流体对涡轮叶片的驱动力矩,得出切向式涡轮流量传感器仪表系数的数学表达式.依据湍流模式理论以及计算流体力学,提出涡轮转子Z方向力矩平衡分析法实现对涡轮转速θ的准确预测,进而对切向式涡轮流量传感器三维流场进行了分析,得出仿真仪表系数计算公式.全量程内仿真仪表系数KS与物理实验标定的仪表系数KP的对比表明,模拟计算仪表系数相对误差最大值为7.51%,说明构建的数值模型以及提出的分析方法能够准确反映切向式涡轮流量传感器内部流体的流动特性.     

涡轮流量传感器测量气液两相流的数值仿真与实验验证

以Fluent软件为工具,采用双流体模型,对涡轮流量传感器测量体积含气率低于10％的气液两相泡状流进行了数值仿真．提出了以仪表系数迁移量为评价涡轮流量传感器测量气液两相流性能的方法．通过对传感器内部流场的分析可知：随着入口体积含气率的增加,叶片吸力面侧、叶片尾缘附近的气相体积分数明显增加,导致传感器仪表系数迁移量明显增大．以现有传感器与改进传感器的仪表系数迁移量仿真值的对比为判定依据,对现有传感器进行了改进设计．在天津大学自动化学院气液两相流装置上进行了实验,验证了该改进设计的有效性.     

涡轮流量计的原理、应用及其测井曲线的解释

本文研究了涡轮流量计的工作原理、适用条件,并指出,涡轮流量计适合于单相流、高流全的并眼环境.对于低流贡、多相流的井眼,浏贡误差较大,此时要提高测t精度应米用集流式涡轮流全计进行测量。本文还研究了,在各种并眼条件下正确使用涡轮流女计,以便提高测井曲线的解释精度。     

涡街流量计及其使用

工业生产中，流体介质流量的测量常用差压式流量计，但差压式流量计的节流元件长期使用会变钝，端面结垢，影响测量精度，同时压力损失较大。涡街流量计是应用流体产生的振荡现象测量的仪表，具有量程宽，精度高，可测量各种气体、蒸汽和液体等特点。1 工作原理管道内的流体经过涡街流量计时，在三角柱形的漩涡发生体的下游两侧，交替产生两侧非对称的漩涡，简称“涡街”。漩涡发生体后面产生的单列漩涡频率f与漩涡发生体特征长度d和流体流速v有如下关系：f=st 式中st——斯特罗哈系数，无量纲。流体流动状态雷诺数Re在一定范围时，st =0.1…     

涡轮流量计及显示仪表工作原理的分析

涡轮流量计是一种能够测量多种介质且稳定性好、准确度高的计量仪表。特别适宜于计量粘度不高的轻质油类和腐蚀性不大的酸碱性液体,同时它也具有较好的线性输出参数,当涡轮流量计与具有多功能、多参数的显示仪表组合为计量仪表时,就能够对被测物理量的累积流量、瞬时流量等进行准确计量。通过对涡轮流量计及显示仪表工作原理的分析,可以掌握在实际使用中对多种参数的选择、调节、设定,大大提高计量准确性。     

涡轮阻尼器叶片参数对阻尼系数影响分析

为研究涡轮阻尼器叶片参数对其阻尼系数的影响,采用CFD数值分析技术,建立了涡轮阻尼器阻尼系数与叶片轴向尺寸的参数模型,分析了不同叶片参数下阻尼系数的变化规律,并进行了试验验证.研究结果表明:涡轮阻尼器叶片参数对阻尼系数的影响起主导作用.增加涡轮阻尼器定子轴向尺寸,其阻尼系数先增加后减小,阻尼系数存在拐点,在拐点位置阻尼系数最大;阻尼系数拐点位置与转子叶片数量和轴向尺寸无关,随定子叶片数量增加而减小;阻尼系数最大值随转子轴向尺寸的增加而增加,随转子叶片数的增加呈先增加后减小的趋势,随着定子叶片数的增加而减小.实验结果与CFD分析结果变化趋势一致,最大误差为9.1%,证明了CFD分析的正确性.     

关于科氏质量流量计的动力学模型分析

针对科氏质量流量计因制造误差而影响测量准确度，以直管型科氏质量流量计为例，通过对科氏质量流量计进行动力学模型分析，得到模型系数、阻尼比、固有频率等参数，从而获得直管型科氏质量流量计在空管和通水状态下的动力学模型，并通过ANSYS仿真验证模型的有效性。     

全气膜冷却叶片表面换热系数和冷却效率研究

为了研究全气膜冷却涡轮导叶叶片的换热特性,采用瞬态液晶技术获得了叶片全表面的高分辨率换热系数和冷却效率.实验在三叶片两通道放大模型中完成,叶栅进口雷诺数是1.0×105. 叶片前缘有8排复合角孔,压力面有21排轴向角孔,吸力面有24排轴向角孔.气膜孔排由2个供气腔供气,前腔二次流与主流的质量流量比为4.56％,后腔为4.67％.结果表明:受叶栅通道涡作用,气膜出流在吸力面呈聚敛状,在压力面则呈发散状.气膜出流受气膜孔角度影响,气膜孔下游的换热系数和冷却效率都较高.叶片前缘受到冲击,换热强,冷却效率低;叶片吸力面冷却效率维持在0.4左右,压力面维持在0.35左右.该全气膜冷却叶片气膜覆盖效果较好,冷却效率和换热系数分布均匀,是一种较好的冷却结构.     

转鼓分流分相式气液两相流体流量测量技术研究

提出了一种分流分相式气流两相流体流量计，其采用转鼓作为分配器，从被测的两相流体中成比例地分流出约20％的气流混合物，并应用分离法分别测量出其中的气相和液相流量，然后根据比例关系确定被测两相流体的各相总流量，理论分析和实验结果都证明，分流系数等于分流通道数与总通道数的比值，而与流型无关，实验中出现的流型包括分层流，波状分层流和环状流，在实验范围内，流量测量的平均误差小于5％，实验结果与表明，转鼓运动间隙是影响实际分流系数稳定性的主要因素，转鼓的加工精度愈低，运动间隙过大，则分流系数的稳定性和测量精度就愈低。     

内检测器调速旁通阀流场特性仿真

旁通阀是内检测器实现速度控制的关键部件,其直接决定内检测器的运行安全及检测精度。为实现旁通阀结构最优化,进而制定合理的速度调节策略,本文通过数值模拟的方法研究了流体介质通过不同结构旁通阀时所具有的流场特性。仿真结果表明：当流体介质通过厚孔式旁通阀时,旁通孔前后压差、压力损失系数与泄流面积均成反比,且与理论计算值趋势一致且误差逐渐递减;当流体介质通过厚孔圆盘式旁通阀时,旁通孔前后压差与泄流面积成反比,而压力损失系数与泄流面积成正比;当流体介质通过转动式旁通阀时,旁通泄流尺寸越大,前后压差和压力损失系数均减小,与厚孔式旁通阀规律一致。可见,旁通阀前后压差与泄流面积呈绝对反比关系,而压力损失系数不仅受泄流面积影响,还与旁通阀自身结构有关。     

适用于液氨类介质的垂直型齿轮泵设计

为改善与提高液氨类介质齿轮泵的进口空化性能和有效容积率,从进口流道的方向与位置设计及齿轮副基本参数优化等方面,提出一款来流方向垂直于泵内搬运方向即具有垂直型流向的齿轮泵.基于现有的优化模型,通过单位排量体积优化目标的公式修正,新增有效容积率约束,新建根切重合度约束,优化出齿轮副的模数、齿数、变位系数、齿顶高系数等基本参数,并据此进行相关分析.结果表明:现行通过主动轮齿顶啮合计算出的重合度不可靠,只有通过从动轮齿根点能否进入啮合计算出的重合度,才能保证齿轮副的连续传动;垂直型流向有利于进口空化性能的提高和困油性能的改善,外形上具有轴向尺寸小、径向尺寸大的几何特征等.方法为适用于任何介质的齿轮泵设计提供了一种新的思路.     

不同介质对标定涡街流量计系数的影响

流量计检定工作是在实验室标准装置下完成的,对涡街流量计来说,出厂检定不但对于确定仪表性能参数是必不可少的,对于发现整体安装乃至零部件制造质量问题也是至关重要的。对涡街流量计测量特性做了简要的介绍,采用现场实验的方法,通过在兰州石化公司水、气两套标准装置上检定数据的对比,试着分析探讨在一定雷诺数范围内,检定介质是否会对涡街流量计的仪表系数产生影响。     

测量低黏度流体介质金属管浮子流量计的仿真研究

为深入研究金属管浮子流量计的工作机理,采用计算流体力学和流体力学中湍流模式理论,对金属管流量计流场进行了数值仿真研究,获得了低黏度流体介质中浮子受力及浮子在受力平衡下的流量．数值模拟与物理实验标定数据的对比表明,模拟计算的流量最大满度误差为5．469 5％,平均满度误差为2．473 1％,说明数值仿真模型能满足金属管浮子流量计设计的需要．     

基于ITI-SIM软件的流量计仿真(英文)

应用功率流理论进行液压系统状态监测和故障诊断的关键是流量的无扰动测量 .基于ITI-SIM软件平台 ,进行了无扰动流量计的建模和仿真 ,并把模型运用于液压传动回路 .运算结果表明 ,这种流量计基本消除了对流体的扰动 ,可以实现无扰动测量     

浅谈温度对涡街流量计仪表系数的影响

近年来,涡街流量计被广泛地应用于石油、化工、轻工、冶金和电力企业中,用于测量液体、气体、蒸汽、低温和各种腐蚀性介质。有很多的资料对涡街流量计的误差进行分析,但很少有涉及到温度对其准确度的影响。通过对涡街流量计的结构和原理介绍,经过分析,推导出了涡街流量计仪表系数受温度的影响,及其实际温度下的修正公式。     

弯管流量计的研究与开发

弯管流量计是根据流体流经弯管时具有离心力的原理进行和开发的一种新型流量计。用它进行流量测量时，测量管道内无可动部件，无附加的压损，并可测脏污介质的流量。由它组成的含砂含水原油弯管流量计量装置，解决了油田含砂油水两相流的测量难题。本文讨论了弯管流量传感器的基本公式和流量系数，取压位置及取压孔直径的确定方法以及现场使用的管道条件，介绍了测水介质时的准确度和量程比，并对测油水两相流时与腰轮流量计的现场…