三维皮托管应用现状分析

对于烟道内流速的测量,三维皮托管比S型皮托管更具有优势。以五孔球型三维皮托管为例,通过对三维皮托管国内外的研究现状和优缺点的分析,讨论了火电行业标准的改变对三维皮托管的要求及其应用前景。

Experimental and Numerical Evaluation and Optimization of a Non Standard Pitot/Sampling Probe

An isokinetic sampling probe is designed and constructed to measure entrained liquid droplet fluxes in separated gasliquid pipe flows. This probe also has the capability of working as a non-standard Pitot tube when the sampling is stopped. CFD simulations using the commercial software Ansys CFX were carried out for single phase gas flow to analyze the non-standard design. Pitot tube velocity calculations and isokinetic sampling conditions were studied. The predicted results were compared against theoretical velocity profiles from the literature and with gas single phase experimental data acquired in a horizontal 49 m long steel pipeline with an internal diameter of 69 mm. The experiments were done by using a dense gas (SF6) at 7 bara. An asymmetry of the experimental velocity profiles reproduced with the numerical simulations. The CFD simulations made it possible to verify the design and predict and correct an installation problem.

基于气象无人机观测的测风优化研究

气象无人机测风主要依托于皮托-静压管法,通过皮托管和静压管的气压差测得空速,通过GPS等设备测得地速,根据地速、空速和风速的三角矢量关系间接测得空速。现有的测空速模型采用标准大气压下的空气密度,不考虑无人机在飞行时的空气密度,这与标准大气不相符。本文通过2021年12月11日在四川省都江堰市的无人机飞行数据来分析空速和地速的变化。将原始空速和风速与考虑空气密度得到后的修正空速和风速对比发现:在不考虑空气密度的情况下,空速的绝对误差在-1.35~-1.25 m/s,相对误差在-6%左右;然而,传递给风速的平均相对误差却达到20%左右,最大达到40%。而引入空气密度可以消除这部分误差,从而提高测风精度。

风洞计量校准软件的研究与应用

为了实现风洞计量装置对送检皮托管和热式风速仪的自动化校准,研究了皮托管和热式风速仪数据校准和不确定分析的详细过程。应用研华远端I/O模块ADAM6017采集风洞装置的实时数据,上位机软件使用Client Socket控件实现ADAM6017和PC控制台之间的网络连接,使用TAdvStringGrid控件编辑交互式风洞计量原始记录,实现校准数据的自动计算和EXCEL表格导出。经现场应用测试,风洞计量校准软件运行稳定,操作方便,整个校准过程实现了自动化操作,大大提升了风洞计量的工作效率。

叶轮风速表示值误差测试方法研究

以皮托管和微压计测量的空气流速作为参考风速,研究叶轮式风速表的风洞实验室示值误差测试方法;介绍了叶轮式风速表的工作原理,分析了测试所用到仪器设备技术指标,进行了叶轮式风速表实例测试,对测试实例进行了不确定度评定与分析并作了示值误差的符合性判定;结果表明,5 m/s及以下时不确定度的最主要来源为风洞流场总压和静压差的测量,5 m/s以上时不确定度的最主要来源为风洞流场的不均匀性、皮托管与气流夹角等影响量,可通过提高微压计精度、减小风洞流场不均匀性和减小皮托管与气流夹角等方式进一步减小测量不确定度。

一种新型低下限差压流速传感器的设计及应用

差压式流速传感器因工作稳定可靠、成本低而广泛应用于各类矿山、巷道的气体流速监测,该文通过分析传统S型皮托管测量气体流速的原理及使用局限性,详细介绍了一种基于自导流S型皮托管的新型差压流速传感器的结构特点及传感器软、硬件设计,将差压式流速传感器测量下限提高到0.15 m/s,满足了《煤矿安全规程》对煤矿巷道最低风速监测的规定。在实验室完成了性能测试,试验结果表明传感器在-20~50℃范围内和煤泥附着的情况下基本误差均满足行业标准要求。

明渠交汇口三维水力特性试验研究

支流汇入主流后,在交汇口下游附近形成复杂的流动现象,对于确定渠道有效过流断面、泥沙及含有物质输移及淤积、渠底及边壁冲刷等产生重要影响。本文目的在于采用试验手段探索干支渠交汇口的三维流动结构。在一个矩形断面且等宽、45°交汇的半封闭自循环水槽中,应用五孔毕托球对明渠交汇口三维流动特性进行了试验研究。试验结果表明,对于给定交汇口形状及尺寸,分离区形状基本保持不变,尺寸随主支渠流量比变化并具有较好的相关关系;在和主渠轴线正交的横断面上交汇水流存在横向分速,水面附近横向分速指向交汇口对侧固壁,临底附近横向分速指向交汇口一侧。对于流量比较大的汇流流动,断面环流是交汇口水流三维流动的一个重要特征。

皮托管测量影响因素分析 I.检测杆与安装角的影响

在现场使用中,皮托管不可避免地会偏离其标准使用条件,从而引起附加误差.针对不同型号的皮托管进行了较系统的试验,旨在研究检测杆和安装角对皮托管测量的影响.结果表明,在被测流速较低时,皮托管检测杆直径的大小对全压的测量影响较小,且测量值误差也较小;在皮托管安装角不超过±10°的范围内,流速测量误差为±2%;较小管径检测杆的测量值存在非零安装角时,受流速的影响比较小.这些结论为优化皮托管的测量提供了指导.

皮托管测量影响因素分析 Ⅱ.全压孔与静压孔的影响

为了讨论皮托管全压孔和静压孔几何参数对其测量特性的影响,采用试验和数值模拟相结合的方法,对不同型号的皮托管进行了研究.结果表明:对于皮托管全压,在流速较低时,由较小的全压孔测得的全压较接近参考值,而在流速较大时,大多数全压孔的测量值误差都比较大;对于皮托管静压,由较小外径的检测杆测得的静压值较接近参考值,静压孔不宜布置在太靠近测头或竖直检测杆的地方.这些结论为优化皮托管的测量提供了指导.

圆形管道风速测定与校正方法实验

针对通常所用的风速传感器只能监测某一点的风速,不能准确监测断面平均风速的问题,采用实验室研究测试和数值分析的方法,对圆形断面风速分布进行研究.根据断面中垂线上18个点的实测风速值,得出通过中垂线上某一点风速求该断面平均风速的校正系数.经验证,利用该风速校正系数能得出较为精确的断面平均风速值,为风速传感器的校正提供了一种技术途径.

二等皮托管测风误差分析及偏差模拟计算

皮托管是组成风速检定装置的主要计量标准设备,其测量精度对检定质量具有重要影响。从皮托管测风原理出发,详细介绍了影响皮托管测风误差的相关因素,模拟计算了各因素对风速测量产生的影响,分析了影响皮托管测风误差的主要因子。结果表明:温度和阻塞系数是影响二等皮托管测风误差的主要因素。当环境温度偏差为±8℃时,可引起二等皮托管风速测量误差为0.44m/s(v=30m/s)。当阻塞修正系数偏差±0.02时,可引起二等皮托管风速测量误差±0.6m/s(v=30m/s);皮托管系数、大气压力和湿度经修正后对二等皮托管测风精度影响相对较小。

超音速雾化器的气体流场分布研究

利用Pitot管对超音速雾化器出口处的气体流场分布进行了研究。研究结果表明 ,在出口处的雾化气体呈轴线近似对称的双峰分布 ,峰值沿着远离导液管出口端面的方向而逐渐减小。通过对气体流场分布的分析 ,提出倒涡流锥概念 ,可以很好的解释导液管下端形成负压的原因 ,并认为理想的雾化过程是在倒涡流锥范围内完成的。

探头偏转角对皮托管测速精度影响分析

皮托管在进行流场风速测量过程中,其探头偏转角对测量精度有很大的影响。针对皮托管探头偏转角对测量精度的影响,根据皮托管测量原理和数据处理方法,建立了仿真分析模型,选取Fluent中Standardκ-εModel作为流体力学分析控制方程。通过分析现有锥形及球形感应头对流场的影响,并改变感应头偏转角,分析了偏转角对皮托管风速测量精度的影响。结果表明:锥形感应头对流场的扰动小于球形感应头,当锥形感应头偏转角为15°时,皮托管对被测管道内流场的扰动最小,测量精度最高。

弯管后均速管流量计输出特性数值模拟

采用数值模拟方法对处在弯管附件后均速管流量计的输出特性进行了研究.计算中采用k-ε湍流模型,应用有限体积法对控制方程进行离散.计算得到了弯管后管道中不同位置处流量计采用平行、垂直、45°(相对于弯管平面)三种安装方式情况下的差压输出,结合管道及流量计内部流场分布对流量计输出特性进行了分析.结果表明,数值计算结果与实测结果具有很好的一致性.对比三种安装方式的误差,流量计采用垂直于弯管平面的安装方式最优.

类S型皮托管及其测量特性研究

S型皮托管是工业过程中测量含尘气体最为常用的流速测量装置之一，但由于取压孔开口较大，对其测量会有一定的影响。为了减小取压孔引起的误差，并保持S型皮托管的优点，研究了一种新型的皮托管一类S型皮托管的测量特性。首先，根据对置有皮托管的流场数值模拟的结果，确定了较优管型的开口斜度；其次，在流速范围为15-50m／s的DN100风管中对类S型皮托管进行了实流标定实验。结果表明：在实验范围内，类S型皮托管的校准系数都比较稳定，并非常接近1，其相对误差为±4％，能够满足大多数工业现场介质流速测量的要求。

均速管流量传感器二维仿真方法

为了能够采用二维仿真方法准确预测均速管的差压及内部流场流动情况,根据3种原则得到均速管的5种二维简化模型,在11.18,m/s的流速下,采用这5种模型对DN,200菱形均速管分别以0.001 0和0.000,1两种残差进行仿真,发现截面4仿真所得的差压值与实验值之间的相对误差分别为0.91%和-1.9%,优于其他4种二维模型;采用截面4对DN,200菱形、Delta形均速管在其量程范围内,从量程下限开始,选择4个流量点在0.000,1残差下进行仿真,得到的最大相对误差分别为-3.30%和2.92%,经综合比较,可知相对于其他4种二维模型,截面4更适合于均速管流量计的内部流场仿真与仪表系数预测.

不同流场中均速管性能的实验

为了研究流场对均速管性能的影响,选取了菱形、delta形、子弹头形3种截面形状的均速管,分别在标准表法常压气体流量标准装置、负压法音速喷嘴流量标准装置以及风洞3种能够产生不同流场的装置中进行了实验研究.通过分析不同流场中均速管仪表系数、线性度及重复性等性能指标,发现3种截面形状均速管在同一流场中具有稳定的但数值各不相同的仪表系数、线性度及重复性;在不同流场中,仪表系数、线性度等性能变化较大,但其重复性在任何流场中均优于1.0%,在风洞产生的直匀流中优于0.2%,故均速管流量计在应用于不同流场中时,必须进行相应的标定,以获得较好的测量效果.

皮托管测速技术在低速水洞流场校测中的应用

将皮托管测速技术成功用于大型低速水洞流场校测。通过采取一系列技术措施,有效地提高了皮托管测量低水流速度的可靠性和精度。经测量精确度分析以及与LDA结果比较,表明在水流速度0.5m/s以上,所采用的皮托管系统测量精度能够满足流场校测的要求。测量结果表明北航1.2m×1.0m多用途低速水洞实验段流速不均匀度和稳定性均达到设计指标。该工作为今后同类大型水洞流场校测探索出一条简单可靠的技术途径。

新型均速管流量计的设计与研究

设计一种新型半管均速管 ,并根据伯努利方程、连续性方程建立均速管仪表系数的数学模型。利用该数学模型分析得出半管均速管具有仪表系数稳定、压力损失小、测量精度高等优点 ,而且它的制作工艺简单 ,适合小批量生产。这种新型均速管流量计已成功应用于工业现场。

多组分射流床中的射流深度

采用多路毕托管、电磁阀、微压传感器检测技术，考察了气固射流流化床中GeldartB、D类的单一物料及混合物的射流深度．指出物料的平均密度或粒径的增加都会造成射流深度的降低；得到的包括气团惯性准数在内的经验关联式能成功地预测多组分床层的射流深度．