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。     

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。     

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.     

涡轮流量计数学模型与优化设计

本文应用流体力学边界层理论,对涡轮流量计涡轮叶片受到的流体粘性阻力矩作了较详尽的理论分析,得到了粘性阻力矩的计算公式。公式表明,在层流流动时,粘性阻力矩与流量的3/2次方成正比;在湍流流动时与流量成13/7次方关系。从而导出了全新的涡轮流量计的数学模型。根据这一数学模型计算的涡轮流量计的特性曲线与实验结果甚为吻合。文中还提出了关于涡轮流量计临界雷诺数Re_(c1)的新概念。认为可以用Re_(c1)的值作为判别涡轮流量计特性曲线优劣的准则数,对仪表结构参数进行优化设计,以扩大仪表的量程比。     

大推力液体火箭发动机试验用涡轮流量计结构优化设计

为提高大推力火箭发动机试验用DN600涡轮流量计在液氧中的测量精度，采用六自由度(6DOF)模型结合流体仿真方法对涡轮叶片进行优化设计。首先，基于水介质下涡轮流量计的仪表系数，构造高保真流体仿真模型。然后，通过热固耦合仿真建立低温液氧下流量计的冷缩等效模型，并利用流体仿真获取水介质和液氧中流量计仪表系数的等效关系。最后，以仪表系数的线性度误差最小化为优化目标，通过正交试验优化涡轮叶片的中径来流角、轴向宽度和重合度。仿真结果表明：涡轮流量计在液氧和水介质中的仪表系数成正相关；优化的中径来流角、轴向宽度和重合度分别为55°、55 mm、1;相比于原始结构，优化后涡轮流量计的仪表系数线性度误差降低了0.104 5%,其测量精度显著提升。     

提高气体涡轮流量计使用精度探讨

本文结合气体涡轮流量计的实际使用情况,分析了气体涡轮流量计的性能特点,设计选型时需考虑的几点因素,总结归纳出了在检定精度的基础上提高其使用精度的基本方法。     

供水行业中的流量计的使用

测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。本文就在实际测量中使用的流量计,如涡轮式流量计、超声波式流量计以及电磁式流量计在供水行业中使用的情况,从安装到具体使用等方面进行了一些比较。     

涡轮流量计的应用

涡轮流量计是一种速度式流量仪表,由于具有测量精度高,反应速度快,测量范围广,价格低廉,安装方便等优点,被广泛应用于化工生产中。本文具体分析了涡轮流量计的原理、选型、安装、组态与校正、显示仪表、注意事项以及发展前景。     

航空油泵维修中的流量测量

本文从航空油泵维修实际出发,分析了浮子流量计存在的主要技术问题,阐述了涡轮流量计的精度优势,影响误差的因素,安装使用维护的注意事项。     

涡轮流量计的二元流动理论模型

本文应用二元边界层理论的动量积分关系式导出了作用于涡轮流量计叶片上粘性摩擦阻力矩T_(fb)的理论模型。并给出应用二元叶栅理论所获得的涡轮流量计驱动力矩T_d的表达式。计算表明作用于叶片上的粘性摩擦阻力矩的大小具有与驱动力矩相同的数量级。文章还应用流体力学基本理论给出了涡轮流量计的轮壳阻力矩T_(fh)、阻力矩T_(ft)、轴承阻力矩T_(fj)和轮壳端面阻力矩T_(fe)的计算公式。计算表明,叶顶其中轮壳阻力矩比其他阻力矩(除粘性摩擦阻力矩之外)均大一个数量级以上。文章又通过涡轮流量计的平衡方程式计算出涡轮流量计的仪表常数。结果表明,计算值与实测值甚为吻合。     

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.     

利用双转子流量计确定燃油流量的方法及验证

燃油流量的准确测量对航空发动机性能计算有着重要的影响。在众多的流量计中,双转子燃油流量计有着传统单转子流量计难以比拟的优点,并具有广泛的工程应用前景。本文阐述了双转子燃油流量计的工作原理以及燃油流量计算方法。本文通过对某型发动机性能试飞中双转子燃油流量计的试验数据,得到的计算结果与供应商提供的结果进行比对,两者基本吻合,证明了该计算方法的正确性。     

轴流无叶喷咀的流动效率对级特性的影响

对不同效率的三套无叶喷嘴与同一动轮所组成的三个级进行了级特性试验,测量了级间参数沿叶高的分布和级特性曲线,得出了某些与常规透平完全不同的参数分布规律,为无叶喷嘴透平级的设计方法和设计提供了有益的参考数据.     

焙烧炉煤气计量仪表的选用

通过对涡轮流量计、阿牛巴流量计、超声波流量计的测量原理、优缺点及运行情况的分析,阐明了涡轮流量计、阿牛巴流量计在煤气计量方面存在的缺陷以及采用超声波流量计的必要性。同时结合工作实践,对超声波流量计在使用过程中出现的问题及解决办法作了详尽的说明。     

采用边界层抽吸方法提高透平通流部分效率

介绍采用边界层抽吸提高透平通流部分效率的方法，给出了叶栅部次流损失与来流边界导位移厚度间的定量关系，通过边界层计算和透平级通流计算，确定合理的抽吸流量和相关的透平级通流部分主要结构尺寸，分析对透平极效率及热力特性的影响，对２００ＭＷ汽轮机高压缸的计算表明，主要抽吸技术，可使缸效率提高０．４％左右。     

Research on double differential pressure dynamic flowmeter

When testing an electrohydraulic proportional valve, it is necessary to test the high frequency dynamic flow with bias. Because of the limitation of the piston stroke, a no-load hydraulic cylinder is only suitable for a reciprocating symmetrical dynamic flow test. Since the traditional differential pressure flowmeter is affected by viscosity and inertia of the fluid, it is only suitable for measuring steady flow. Therefore, a new type of double pressure differential dynamic flowmeter is designed to improve the traditional differential pressure flowmeter. The influence of fluid viscosity and inertia in the flow process are negated by subtracting the differential pressure in section expansion from the differential pressure in section contraction. The double differential pressure flowmeter is modeled and a flow meter prototype is designed. Then, the flow coefficients are identified and corrected by a practical test. Finally, the dynamic performance and steady-state precision of the flowmeter are verified by comparing with the test results of the no-load hydraulic cylinder. The double differential pressure dynamic flowmeter is proven to measure dynamic flow accurately, especially at higher dynamic frequencies.     

产气井内气液两相流流量测量方法

针对大庆油田气井内广泛存在的气液两相流流量测量问题,提出了伞集流式涡轮流量计与电导传感器组合的气液两相流流量测量方法,并采集了104组不同流动工况下气液两相流的涡轮和电导波动信号．采用从电导波动信号中提取的吸引子形态特征量对伞集流后测量通道内的气液两相流流型进行辨识,取得了较好的流型分类效果．在总流量为0．1～2．5m^3／h、含水率为0．04～0．97范围内,基于气液两相流涡轮波动信号建立了总流量测量模型,预测总流量绝对平均相对误差为7．9％．从电导传感器测取的波动信号提取了与相含率有关的时频域特征量,通过支持向量机软测量模型实现了含水率预测,预测含水率绝对平均误差为0．038．研究结果表明,采用伞集流涡轮流量计与电导传感器组合可以较好地测量气液两相流流量和相含率．