基于黏性比例因子的锥形流量计最优锥角选择

锥形流量计的锥角参数是影响锥形流量计性能的重要参数,锥体前锥角和后锥角均有较大的取值范围,这造成供选择的锥角组合无限多。通过实验和传统的CFD仿真优化锥形流量计锥角工作量大,效率低。研究证明了锥角的变化引起的下游取压位置处的压力波动会导致锥形流量计流出系数的改变。根据流体力学本构方程理论定义了评价黏性应力对压力波动影响的黏性应力比例因子k1和k2,并得到结论：任一锥角组合锥形流量计下游取压位置处黏性比例因子k1和k2越大,锥形流量计的压力信号受到的干扰越大,对应的流出系数重复性和线性度误差越差,在低入口雷诺数状态下这种干扰尤为明显。基于黏性比例因子的具有不同锥角组合锥形流量计的性能预测结论是：β值在0.45~0.75的锥形流量计,前锥角为27.5°±2.5°,后锥角为65°±5°时锥形流量计的流出系数重复性和线性度误差好于其他的锥角组合。实验测试DN100口径,β值分别为0.45,0.5和0.65的9个不同锥角组合的锥形流量计,实验结论证明了基于黏性应力比例因子的锥形流量计锥角组合预测的准确性。

V锥差压流量计三维数值模拟与改进分析

应用计算流体力学方法对V锥差压流量计进行了数值模拟,分析了流量计内部的水利特性,并将数值模拟数据与试验数据进行了比较.数值模拟结果表明,V锥差压流量计的法兰对局部流场的影响较大,给试验测量带来较大误差.通过优化法兰的形状,可以改善法兰周围的扰动、提高测量点之间的压力差和提高测量精度.

双锥流量计实验研究与计算模拟

提出的双锥流量计是一种新型的差压式流量计.采用CFD软件Fluent模拟计算管内流体绕流双锥节流件结构时的流动情况,得到流量与差压信号之间的关系.对几种特定直径比β为0.4,0.5,0.6的双锥流量计进行实验研究.结果表明,实验与模拟基本一致,并且具有量程比大,直管段要求短,压损小等优点.

基于可变因子广义S变换的两相流时频分析

气液两相流信号作为非平稳信号，传统的信号处理方法对其分析结果不理想。为了更好地研究其动态特性。采集水平管道内V型内锥流量计产生的差压信号，采用可变因子广义s变换对信号进行时频分析。通过分析信号的时频谱可知，泡状流能量主要分布在20-30Hz之间，弹状流能量主要分布在0～10Hz以及20～30Hz之间，塞状流能量主要分布在0～10Hz之间。研究表明：可变因子广义s变换能够很好地描述气液两相流信号随时间的变化规律，为进一步研究其动态特性奠定了基础。

双锥流量计的气水两相流流量测量研究

采用一种新型双锥流量计,对气水两相流流量的测量进行试验研究。通过试验的方法,在水流量标准装置上对双锥流量计的流出系数进行了标定。利用双锥流量计的差压信号,采用分相流模型、Lin模型和Murdock模型对气水两相流的总流量测量进行了初步的研究。结果表明,在一定的测量范围内,采用Murdock模型可以获得较好的测量结果。

锥形流量计下游支撑及取压位置的试验研究

锥形流量计应用广泛,其国际标准正在起草中。锥形流量计发展过程遇到两个问题:安全性和制造一致性差,具有双支撑结构的锥形流量计可解决此问题。为保证增加的双支撑结构不会影响锥形流量计的测量性能和较短的表体长度,需要研究下游支撑和下游取压位置。根据锥形流量计尾流流场的速度分布和压力分布的状况设计相关的改进试验,选择合适的下游支撑和下游取压位置。试验使用的锥形流量计经过特殊设计:锥体、下游支撑位置、下游取压位置都可以按照要求变换位置。试验得到适用于不同直径管道的下游取压位置和支撑位置的选取规律。不同管径和等效直径比下的锥形流量计试验数据显示:改进后的双支撑形式的锥形流量计样机比悬臂梁锥形流量计具有更好的流出系数不确定度。

基于单V锥节流装置的湿气气液流量在线测量

提出采用两相质量流量系数对V锥节流装置湿气测量误差进行修正,试验研究洛克哈特-马蒂内利参数、气体密度弗鲁德数以及气液密度比对V锥节流装置两相质量流量系数的影响规律。V锥节流装置的节流比为0.55,试验介质为压缩空气和水,气液密度比为0.002 445-0.006 083,气体密度弗鲁德数为0.3-2.0,洛克哈特-马蒂内利参数为0.01-0.34。结果表明,两相流量系数随洛克哈特-马蒂内利参数增加而线性增大,同时还受气体密度弗鲁德数和气液密度比的影响。获得了两相质量流量系数与洛克哈特-马蒂内利参数、气体密度弗鲁德数和气液密度比的定量关系,建立湿气流量测量的半经验关联式。利用V锥节流装置前后锥体对湿气具有不同的差压响应特性,获得了其差异性的影响规律,建立单节流元件双差压的湿气气液流量双参数测量方程。在试验范围内,测得的气相质量流量相对误差小于±5.0%,平均误差为2.2%;液相质量流量相对误差小于±20.0%,平均误差为9.8%。该方法具有系统简单、成本低廉、精度较高的特点。

机车制动系统流量计的设计与实现

对应用于机车制动系统的流量计进行了理论分析和试验研究。根据机车制动系统的特点,文中首先确定采用V型内锥式节流件作为该流量计的前端充风差压检测部件;然后根据机车制动机相关尺寸要求对流量计一次装置进行机械结构设计;接着采用TMS320F2812DSP芯片进行实时数据采集和显示系统的软、硬件设计;最后将该流量计安装于机车制动系统上,并在列车编组定置试验台上进行了试验。试验结果显示,该流量计不仅能对制动系统的充风流量进行准确测量,而且还可应用于列车制动系统其他流量测量的场合,同时也满足对列车制动系统工作安全性和可靠性的流量检测要求。

液态和超临界态CO_(2)计量研究

由于液态和超临界CO_(2)的密度与温度、压力成函数关系,在不同温度、压力下密度变化较大,因此一般的体积计量误差较大,应采用质量流量计量。通过流量计选型和比较,确定适用的流量计包括科里奥利质量流量计和V锥流量计。研究了CO_(2)密度实时修正算法,分别介绍了计量调流试验装置、计量精度计算方法、密度实时计算测试、密度补偿效果测试等内容,经现场试验验证了质量流量计的测量效果,达到了预期要求。

为实现节能降耗亟待推广应用流量测量新技术

为加强能源计量、实现节能降耗,在大管径、大流量的使用场合有必要淘汰高能耗的能源计量仪表,并推广应用流量测量新技术。该文将从理论和实验两方面分析和论证这一问题。并提出新的流量计选型原则。

油水两相流质量流量小波网络软测量模型研究

在工业过程中,油水两相流的测量非常重要。本文研究了一种油水质量流量的软测量方法。此方法采用V型内锥测量油水两相流差压信号,构建了一个多输入单输出的自适应小波网络用于逼近油水两相流质量流量模型,实现总质量流量的软测量。研究重点是均相的油水两相流在水平管道中的质量流量测量。实验结果表明,结合V型内锥差压测量和自适应小波神经网络的软测量方法可以应用于均相的油水两相流的总质量流量测量,测量误差较小。

双支撑锥形流量计蒸汽可膨胀修正系数的研究

锥形流量计在测量过热蒸汽领域有较多的应用,但是经典的V-Cone结构锥形流量计安全性能低,测量过热蒸汽误差大。双支撑结构的锥形流量计可以有效提升锥形流量计的安全性能;同时,用过热蒸汽实验数据推导双支撑结构锥形流量计的可膨胀修正系数模型能够提升测量的精度。本次研究加工DN50、DN100、DN200口径的典型β值的双支撑结构锥形流量计,在国家蒸汽计量站完成实验测试,最终确定双支撑结构锥形流量计可膨胀修正系数数学模型,其不确定度小于1%。

双锥流量计锥角优化设计

在保证测量精度的同时,以降低压力损失和使节流件对测量管道内流场分布扰动最小化为目标,对双锥流量计节流件进行了优化设计,并按照优化后的设计尺寸加工制作了节流部件样品及双锥流量计测量管段.设计了包含高精度的温度、压力测量电路的双锥流量计二次仪表,与节流件、测量管段等配合组成双锥流量计样机.经过对流量计样机进行测试,证明在节流件压力损失较小、流场扰动较小的条件下样机测量精度在全量程范围内优于±0.5%.

利用差压式V锥流量计测量煤层甲烷

美国的煤层气生产者在煤层气计量方面面临的挑战主要包括:在煤层气井口进行准确的气体流量测量的同时,在测量系统的两端要保持一个低的差压值;要妥善处理流量计测量管段中的湿气体问题等。差压式V锥流量计独特的结构使其具有较强的流动调整能力,可测湿气体,能在低差压下测量煤层气等显著优点,已在美国的煤层气工业开采中得到了大量的应用。管径逐步递增的配管设计方案不仅为煤层气生产带来巨大效益,而且可以防止各井之间的交叉影响或者通常因某个单向阀有故障造成气体反注到附近的气井中。

“V”型内锥式流量计的应用前景

长期以来,标准孔板由于其发展技术成熟、标准化程度高、结构简单等特点在过热蒸汽流量计量中得到非常广泛的应用。然而,孔板流量计存在着一些固有的缺陷,如流出系数不稳定、线形差、重复性不高、准确度受客观因素制约而无法达到设计要求、量程比小、压损大等。本文介绍“V”型内锥式差压流量计的工作原理,分析了如何解决孔板流量计的这些缺陷,并通过计算实例介绍“V”型内锥式流量计在节能方面的优点,最后介绍在恶劣条件下“V”型内锥式流量计是如何提供准确计量的。

应用多传感器时间融合的塞状流测量研究

气液两相流由于其自身的复杂性,流型、流量等流动参数的测量一直是研究的重点和难点。应用多传感器数据融合技术测量气液两相流可以从多角度揭示流体信息,提高流动参数的测量精度。多传感器系统主要由截面信息测量系统和V型内锥式流量计构成,在利用相关技术对截面测量信息与V型内锥式流量计的测量数据进行时间融合的基础上,对水平管气液塞状流经行了分段式的流量测量.测量中将气塞和液塞分开计算,并引入了等效干度的计算,通过对实验结果进行的误差比较,验证了该方法是可行的,而且能一定程度上提高测量精度。

V锥与孔板信号噪声比的比较

在相同的流动条件和相同的流动干扰下,对孔板和V锥所输出的差压信号进行了实测。测试结果表明:与孔板相比较,V锥的信号噪声明显减小。而V锥发生低噪声信号的能力是它能在低差压下正常进行测量的关键和基础。

V型锥流量计的原理及应用

传统的流量计主要是差压式流量计,距今已有百年的历史。事实上,其中有很多弊端难以在文丘里管为代表的第一代流量计中解决,无法满足现代工业的需求。而且经实验证明,文丘里管流量计有诸如测量精度低、压差阻力大等缺点[1]。如果我们将V型锥流量计大量的使用到工业现场中,将会大大改善流量计量精度,以达到现代工业现场所要求的范围。同时呼吁尽快制定V-Cone流量计的国家标准。

V型锥流量计取代容积式流量计的可行性分析

文章针对容积式流量计应用中存在的问题,对容积式流量计与V型锥流量计优缺点进行了比较,介绍了V型锥流量计计取代容积式流量计的实施效果,论证了油品计量推广V型锥流量计的可行性。

基于双锥流量计的气液两相流量测量方法研究

为研究气液两相分相流量测量方法,参考已有的双锥式流量计的研究,设计等效直径比为0.75,前后锥角均为45°的双锥式流量计,结合CFD仿真与流体实验进行新型气液两相流量测量模型研究。基于单相流量测量理论,结合压差比、L-M常数以及气相弗洛德数等参数,建立气液两相分相流量测量公式,通过CFD仿真试验对流量测量公式中的未知参数进行标定,并结合流体实验对测量模型进行误差分析,结果显示在多种流形流态下如分层流、段塞流、波浪流等,测量误差均能维持在5%~8%之间,误差较小、测量稳定,本文可为差压式流量计和双锥式流量计研究提供一定的参考。