压差式流量计误差自动化修正算法研究

针对在多干扰源扰动下压差式流量计测量结果面临输出不稳、误差较大的问题,提出多源扰动下的压差式流量计误差自动化修正算法。考虑全补偿气体可膨胀性系数、压缩系数、密度系数和流出系数等因素,研究压差式流量计误差自动化修正算法。利用均值滤波滤除信号中的高斯噪声,结合一阶滞后滤波优化卡尔曼滤波算法,修正多源扰动误差。引入自组织算法和Volterra神经网络进一步改进卡尔曼滤波算法,并优化卡尔曼滤波算法的先验模型参数,以实现多源扰动误差的自动化修正。试验结果表明,经该算法控制后:当参考流量为900 m^(3)/h时,示值误差绝对值为0.203%;当参考流量为700 m^(3)/h时,流量计重复性为0.06%。该研究可以有效识别并修正由于多源扰动造成的流量异常值,且流量测量精度较高。

基于压差法的风洞群高压空气资源自动计量系统设计

风洞试验需要高压空气等多种动力资源;风洞群高压空气作为一种共享竞争的资源,具有风洞用户多、系统结构复杂、拓扑动态变化、资源消耗快速等特点;为满足风洞运行管理和试验成本核算的需求,设计并研制了风洞群高压空气系统集中监测与动态计量系统;该系统基于流体力学静压差理论分析,采用集中监测、OPC通信、图形数据库等技术,建立高压空气资源配气网络的动态拓扑模型,实现高压空气系统压缩机组、阀门、储罐、管线与保障风洞之间的动态逻辑关联,自动获取当前试验风洞消耗的压力差和保障容积,从而获得当前风洞试验的高压空气资源动力消耗;该系统解决了高压配气系统拓扑准确描述、风洞试验单次消耗计量等问题,取得良好的效果。

提高差压式孔板流量计准确度的措施

分析了影响差压式孔板流量计准确度的因素,提出提高流量计准确度的措施,保证氯碱生产装置的稳定运行。

利用双差压式节流装置测量湿气

为实现湿气气液两相的在线不分离测量,提出一种由内锥和文丘里组合构成的新型双差压式湿气测量装置,并进行了实验研究。针对内锥及文丘里湿气虚高值的特点,建立了基于Lockhart-Martinelli参数、Froude数、气液密度比的内锥高精度虚高模型;建立了文丘里Deleeuw修正模型,实现了对n值的高精度拟合。通过对内锥和文丘里管在湿气测量中气液两相精度的对比分析,建立了湿气气液两相测量的迭代修正算法。实验结果表明,对于压力P为0.1～0.2MPa,气相弗劳德数0.6～1.5,L-M参数0.002～0.12,质量含气率在30%～99%范围内,气相流量测量的平均相对误差优于±1%,液相流量测量的满度误差小于±10%。

基于长喉径文丘里管的双差压湿气流量测量

为实现湿气气液两相流量的在线非分离测量,提出一种基于长喉径单文丘里管的双差压湿气流量测量方法.通过理论分析和实验研究,揭示了湿气液气质量比和气相流速与长喉径文丘里管收缩段差压、扩张段差压之间存在一定的内在变化规律及物理本质.为有效提高测量精度,针对传统虚高模型的缺陷,提出了虚高模型的优化原则.建立了基于单文丘里管的气液两相测量模型,并通过迭代运算实现了气液两相流量的分相测量,对于压力p为0.10～0.16,MPa,气相弗劳德数0.4～0.7,液气质量比0～1范围内,气相流量测量的相对误差优于±3%,液相流量测量的满度误差小于±10%.

3WY-A3型喷雾机变量喷雾实时混药控制试验

为依据作物对药液的实际需求进行变量喷施,达到节约农药和保护环境的目的,该文针对3WY-A3手推式喷雾机,设计了一种实时混药式变量喷雾系统。该系统主要包括混药装置、差压流量计、流量控制阀和控制系统硬件及软件等。通过实时混药控制试验,结果表明,药流量的控制范围为0.1～0.9mL/s,误差在±5%左右。该研究可为实时混药变浓度喷雾机的设计提供参考。

一种差压式浓度计在江西铜业某选矿厂的应用

矿浆浓度是选矿流程中重要的判断依据和参考指标。在选矿过程中,及时准确检测出矿浆浓度对磨矿和浮选等一系列作业有着至关重要的意义。工业现场需要经常测定矿浆浓度,从而就能够起到监督生产的作用,由于采用射线式,超声波式及其他方式的浓度测量方法都存在一些弊端,本文设计了一种差压式浓度计,存在测量精度高,安装简单,易于维护,不会产生辐射及无需标定等优点,在江西铜业某选矿厂得到了很好的应用,具有一定的市场应用前景。

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.

通风阻力测定方法分析

分析了现阶段各种测定通风阻力方法的优缺点,提出了压差计法和基点法结合使用的新方法。通过对邯郸矿业集团陶一矿通风阻力测定和数据处理,最终表明,将压差计法和基点法结合使用,不仅能够减小测定数据的误差,而且能够解决井筒和积水处的通风阻力测定问题。

一种新的低含液率气液两相流槽式孔板压降倍率相关式

为准确测量凝析天然气流量,对低含液率气液两相流条件下槽式孔板的压降相关式进行了实验研究。总结了孔径比为0.50、0.60和0.75的槽式孔板气相压降倍率ΦG随Lockhart-Martinelli参数X、气体Froude数Frg和孔径比β变化的规律;将X、Frg和β作为变量对Murdock相关式进行修正,提出了一种新的适用于不同孔径比槽式孔板的压降相关式,并与前人建立的标准孔板压降相关式进行了对比分析。结果表明:对于3种不同孔径比的槽式孔板,所提出的相关式流量计算精度最高,平均相对误差均小于4%。

环形管流量计多点差压信号自动采集系统的设计

为多圈环形管流量计设计了一个多点差压信号的自动数据采集系统,可用于测量和记录环形管不同位置上差压测点的数据,进而确定各测点位置差压信号与总流量之间的关系,以及研究环形管流量系数的变化趋势.该数据采集系统具有测量精度高,采集速度快,数据实时保存等特点.

基于V型内锥与电导环的油水两相流参数测量

油水两相流在石油工业过程中十分常见,对其流动过程参数(如流量与含率)的准确测量一直受其流态的复杂性限制而成为科学研究与工业应用中亟待解决的重要课题。差压法是常用的流量测量手段,作为差压式流量计的一种,V型内锥式流量计结合两相流动模型可实现两相流流量的测量。电学法通过测量两相混合物电学性质(如电导率与介电常数)的变化实现分相含率的测量。本文采用等效直径比0.65的V型内锥式流量计结合环形电导式传感器阵列实现50mm内径水平管道中油水两相流总流量、含率与分相流速的测量,针对油水两相流特性修正Chisholm分相流差压测量关系式实现油水两相流质量流量的测量,并利用环形电导式传感器阵列实现含水率与质量含油率的测量。实验结果表明,油水两相流含水率测量的平均相对误差为8.1%,质量含油率的平均相对误差为13.7%,基于修正关系式与含水率、质量含油率测量结果的油水质量流量测量平均相对误差为4.4%,油相与水相表观流速的平均相对误差分别为3.2%与15.7%。本工作为进一步提高油水两相流过程参数的测量精度打下基础。

基于环形管差压波动信号测量气液两相流气相含率的研究

设计了一种新型多圈环形管用于气液两相流参数的测量,对环形管上升段水平方向内外侧差压波动信号进行了分析,采用无因次分析方法获得与差压波动信号均方根相关的特征量,建立了此特征量与容积含气率的关系模型,并在此基础上进行了实验.实验结果表明与差压波动信号均方根有关的特征量和容积含气率存在一定的关系,在考虑到气体密度的影响之后,引入气体密度对关系模型进行修正,建立了差压波动信号均方根和容积含气率量纲1的线性关系模型.在容积含气率小于0.65时,气液两相流的容积含气率测量误差小于5%,为气液两相流的容积含气率测量提供了一种方法.

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。

某型压差活门的动态特性分析

压差活门是航空发动机数控系统燃油计量装置中重要的液压部件,其稳定性和动态性能直接影响控制系统的整体性能。根据压差活门非线性微分方程,采用小偏差线性化方法,推导出了压差活门的动态数学模型,得到了压差活门的方框图以及传递函数。选取某压差活门参数建立了Simulink仿真模型,分别在频域和时域分析了其动态性能。结果表明:在频域上,比较了有无节流器时的回路增益函数伯德图,认为敏感油路上的节流器可以改善稳定性且提高控制精度,通过设计节流器的尺寸可以调节穿越频域,从而改善系统的动态性能;在时域上,分析了不同节流器尺寸下阶跃响应的动态性能,其试验结果与实际工程经验一致。

压差控制器的稳定性分析和设计参数的研究

压差控制器是航空发动机燃油计量的重要部件,用于保持计量活门前后的压差恒定。为探究其控制压差能力的因素,研究了某型发动机加力系统中压差控制器的性能,分析并推导出其影响控压差能力的主要因素,并在AMESim仿真环境下对所得结果进行建模仿真,验证了所得结论的正确性。在此基础上对其进行合理的改型,为保证改型不影响系统稳定性,用小偏差原理对改型前后的压差控制器辨识,得到传递函数,确保改型并未损失其动态性能。最终得到改进压差控制器控压差能力的理论依据。

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。

超声波技术在核电厂给水流量测量中的应用

为了解决差压式流量计在主给水流量测量中存在的问题,将超声波技术应用到主给水流量测量中。开展了主给水流量精度对于核电厂反应堆热功率计算及其不确定度影响的分析,总结了国内外核电厂通过提高主给水流量测量精度的方式进行核电厂小幅度功率提升的研究成果和实践经验。分析了国内在建的AP1000核电厂中,通过采用超声波流量计进行主给水流量测量以及进行小幅度功率提升项目的意义、可行性、需要开展的工作以及实施该项目潜在的收益和风险。研究结果表明,基于超声波技术完成主给水流量测量,可以实现AP1000核电厂的小幅度功率提升,同时可以使核电厂更加安全、稳定和有效地运行。

孔板流量计上游淤积故障诊断与修正研究

在利用流场仿真软件对孔板正常工况和故障工况进行建模与仿真计算的基础上,得出故障所导致的孔板流出系数偏差量与淤积程度的关系式。为达到在线诊断的目的,在传统的孔板法兰取压点后方,再增加一取压点,计算两组差压的比值,再计算差压比值因子k,k反映了淤积所导致流场的畸变程度。通过分析和仿真确定了k所在位置(P3)的最佳选取点,并进一步得出k与故障程度J的经验公式。通过此公式,可以实现淤积故障的在线诊断,进而实现测量值的在线修正。仿真与实验证明:诊断后,能将淤积最严重工况下的测量结果修正到±1%误差以内。并通过实流实验验证了该方法的有效性及其在工程上的实用性。

3种节流装置对湿气计量的实验研究

为了提高湿气的生产效率,减少水合物生成,通过室内实验环道对文丘利管、标准孔板和非标准孔板3种不同节流装置的湿气计量进行了实验研究。分别探索了差压信号、压损信号与工作压力的关系;差压信号、压损信号与干度的关系。结果表明,只有压损信号和干度间存在明显的线性关系,结合压损信号和干度之间的规律,最终求得湿气流量计算公式。对比公式计算值和真实值发现:文丘利喷管模型误差为±7.8%,孔板的误差为±9.5%,非标准孔板的误差为±11.7%。该实验结论在压力为0.5 MPa以下时成立,对湿气计量的研究具有指导意义。