Flow-rate Characteristics Measurement of Regulators Based on the Pressure Response in an Isothermal Tank

Regulators are important components in pneumatic system, and their flow-rate characteristics are the key parameters for designers. According to the correlatively international standard and national standard of China, which describe the flow-rate characteristics measurement method of pneumatic regulators, the pressure and the flow are measured point by point, and then the flow-rate characteristics curve is plotted point to point. This method has some disadvantages, such as equipment complexity, much air consumption, and low efficiency. To settle the problems presented above, this paper puts forward a new high efficient and energy saving flow-rate characteristics measurement method of regulators, which is based on the pressure response when charging and discharging to an isothermal tank without any flow meters. The measurement principle, the system and the steps are introduced. And the tracking differentiator is used for the data processing of the pressure difference. Two typical kinds of regulators were experimentally investigated, and their flow-rate characteristics curves were obtained with the new and the conventional method, respectively. Comparatively, it＇s proved that this new method is feasible because it is not only able to meet the demand of the measurement precision, but also to save energy and improve efficiency. Compared to the conventional method, the new method takes only about 1/10 amount of time and consumes about only 1/30 amount of air. Hopefully it will be able to serve as an international standard of flow-rate characteristics measurement method of regulators.

基于跌坎压力自相似分布的明渠水深−流量关系推求

明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向急流转变,压力分布显著偏离静水压力分布规律。而获得跌坎压力分布及其准确描述方程则正是明渠自由跌流流量公式推求的关键,其准确与否决定了利用跌流进行流量计量的精度。本文首先通过模型试验和数值计算对矩形明渠自由跌流的断面压力分布特征进行研究,而后利用理论推导建立了明渠跌流的水深−流量关系公式。研究发现,明渠跌水跌坎断面压力呈典型自相似分布规律,其无量纲压力值分布倾向于一条曲线,压力最大值为0.238he(he为跌坎水深),出现在竖向距跌坎0.209he水深处,并且压力自相似分布规律与明渠流量、渠道底坡和边壁糙率无关。在此基础上,结合幂函数和尾迹函数提出了描述跌坎断面压力分布的函数方程,并给出了最大压力和最大压力位置的计算公式,然后根据动量方程和流量连续方程推求了明渠自由跌流的流量计算公式。最后,对本文和其他研究者提出的流量计算公式采用试验数据进行了对比分析,结果表明:本文提出的流量公式在明渠流量为5~100 L/s,底坡为–0.0112~0.0534、糙率为0.0930~0.0193的研究范围内,具有更高的精度和适用性,计算误差在±5%之内,可适用于该流量、底坡和边壁糙率范围内矩形明渠自由跌流的流量精确计算。本文研究结果对于利用自由跌流进行明渠流量计量提供了理论与技术支撑,具有重要的工程应用价值。

气体差压式流量计流出系数不确定度的评定

差压式流量计是一种常用的流量测量仪表,广泛应用于多种工业领域。本文参照JJG 640-2016《差压式流量计检定规程》中流出系数的计算方法,依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》,对差压式流量计的流出系数进行不确定度评定。

差压式流量计流量测量不确定度评定

差压式流量计具有测量精度高、可靠性好等优点,被广泛应用于石油、化工、冶金、供暖等领域,在环保节能减排、流量贸易结算等方面发挥着重要作用。本文以准确度等级1.5级、规格DN200的标准孔板为例,依据国家检定规程JJG 640—2016《差压式流量计》建立数学模型,分析各类不确定度来源,对流量计流量测量的不确定度进行计算和评定,以期为相关计量检定人员提供参考借鉴。

差压式流量计精度范围分析及宽量程计量方法

随着我国工农业的发展,对流体流量的测量提出了越来越多的要求。特别是在天然能源不断减少的当下,节约能源、维持能源可持续发展已经成为国家发展的重中之重。因此,准确计量已经成为流量仪表的重要指标之一。差压流量计是一款传统的流量仪表,具有结构简单、无可动部件、可靠性高、稳定性好等特点,在各行业得到了广泛应用。差压装置本身的测量范围很大,但却因为多种因素影响,精度范围并没有达到理想的效果。该文根据差压式流量计的测量原理,分析不同因素对流量计流量测量范围及精度的影响,并为差压式流量计宽量程高精度的测量提供了设计及解决方法。

棒磨机挥发性气体排污特性分析

基于棒磨机挥发性气体逸出造成操作人员职业健康受损的问题,对棒磨机挥发性气体排污特性进行分析。建立棒磨机排污计算模型,分析流场、空气龄和挥发性气体的分布特征与排污效率。结果表明:缝隙可降低棒磨机氨气的体积分数、提升排污效率,但在压差小于15 Pa时挥发性气体会从缝隙中逸出,需要密切关注压差以保证棒磨机缝隙不发生外逸;在相同工况条件下,优化方案的平均排污效率分别提高约68.7%及71.8%,排污效率显著提升;综合考虑氨气的体积分数、外逸的潜在风险性及排污效率,选取60 Pa压差作为最优方案较为合理。

变厚度轧制轧件水平速度变化规律

为了揭示变厚度轧制过程轧件水平速度与轧辊垂直移动速度之间的关系,从分析变厚度轧制微元体变形入手,利用体积不变条件,建立了变厚度轧制变形区轧件水平速度关系微分方程(VGR-V方程).在给定的边界条件下对VGR-V方程进行了求解,得到了计算变形区轧件水平速度的表达式,同时验证了变厚度轧制同一时刻变形区轧件各断面秒流量不相等.给出了变厚度轧制过程的轧件水平速度分布的典型算例,从中可见各工艺参数对轧件水平速度的影响规律.该研究结果为变厚度轧制变形参数和力能参数求解提供了基础.

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,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。

压差作用下火山岩干气藏供排气机理实验

火山岩储层有不同于碎屑岩储层的孔渗结构，储集空间中主基岩占97％、裂缝占3％，孔隙是主要的储集空间。为此，设计了火山岩气藏裂缝岩心和基质岩心的并联和串联实验，分别模拟基岩与裂缝在平面和纵向上的组合关系。通过分析气体流速、岩心渗透率及驱替压力的关系，研究了压差作用下火山岩气藏的供排气机理。实验结果证明，裂缝是相对于基质的优势通道，裂缝的供排气能力远大于基质的供排气能力；增大压力梯度或渗透率都能提高裂缝和基质的供排气能力；基质和裂缝的渗透率级差越小，基质相对于整个系统的供排气能力越强；在火山岩气藏的开发生产过程中尽量做到在裂缝发育的层段射孔并加大生产压差；在平面上基质与裂缝的位置对整个系统的供排气能力影响不大；基质的渗透率决定着裂缝和基质组成串联系统的供排气能力，增大基质的渗透率对增强整个系统的供排气能力效果非常显著。

水轮机流量测量数据的数值逼近方法研究

结合石家庄混合蓄能水电站3号机组能量试验的实际结果,针对目前水轮机流量与蜗壳压差关系表达式计算精度低的缺点,提出了逼近水轮机流量测量数据的新的数值方法。并给出了新的水轮机流量与蜗壳压差关系表达式,同时也给出了详细的逼近计算过程和计算公式。通过实例表明,给出的新的关系表达式,具有逼近计算精度高的特点,可以更好地应用于水轮机的实际运行中。

CFD方法在灯泡式贯流泵流量与压差关系预测中的应用

以南水北调东线工程金湖灯泡式贯流泵为例,应用标准kε紊流模型和SIMPLEC算法对灯泡式贯流泵进水流道模型的水流流场进行CFD数值模拟,得到流量与进水流道上两测压点的压差数据,线性拟合后获得流量与压差的函数关系,与模型试验测得的结果相比两者差异很小,表明用CFD方法预测进水流道中流量与压差的关系精度较高。采用相同的CFD方法对模型放大10.33倍后得到的灯泡式贯流泵进水流道原型流场进行数值模拟,预测灯泡式贯流泵原型流量与压差的函数关系。结果表明,应用CFD方法预测大型灯泡式贯流泵的流量与进水流道上两测压点压差的关系是可行的,为低扬程水泵进水流道中流量与压差函数关系的确定提供了一条新途径。

输气管道内检测器速度控制

对在役天然气管道的缺陷进行全面检测,采用内检测方式最可靠。为了提高天然气管道缺陷检测的精度,对内检测器的速度控制问题进行了研究。结合内检测器在管道内运行的原理,设计了一种采用旁通泄流方式来控制内检测器速度的方案。通过在前皮碗钢质压板上开泄流孔,控制泄流孔的泄流面积,改变内检测器的前后压差来实现内检测器运行速度的控制。实验结果表明:该方案能够使速度维持在一定范围内;可以为内检测器的设计提供借鉴。但是,实际工况下对于控制算法和机械结构的优化仍需深入研究。

差压式流量传感器的数值模拟与优化设计

利用RNGk-ε模型对100mm口径锥体差压式流量传感器进行了CFD数值模拟实验,其等效直径比β值分别为0.50,0.65,0.85,前锥角分别为40°,45°,50°,后锥角分别为120°,130°,140°,共27种锥体组合。实验结果表明:β值越大,流出系数越小,且流出系数更易受雷诺数的影响;β值相同时,前锥角对流出系数具有较大影响,且较大的前锥角可减弱雷诺数对流出系数的影响;后锥角对流出系数的线性度具有一定程度的影响。

抽汽压损对煤耗影响分析的通用微分关系式

以小扰动理论为基础,根据火电机组热力系统汽水分布通用矩阵方程、比内功方程、循环吸热量方程及发电标准煤耗率的计算公式,导出了抽汽压损对机组发电标准煤耗率影响的通用微分关系式,利用这一关系式可以准确而快速地计算各级加热器抽汽压损对机组发电煤耗的影响,其通用性强,适于程序化。

放电线圈的故障原因与预防措施

以放电线圈已有的试验研究成果和现行产品技术标准为基础,从梳理放电线圈故障案例切入,按故障原因及发生时段分成"自身缺陷引发故障(投入后运行多时)"、"使用不当引发故障(投入后数分钟)"、"并发性故障(投切操作过程中)"等3类,可供实用参考;来自生产实践经验得出的3条预防事故措施建议为新编国标所采纳;提出的增设"连续运行"和"差压测试"2项检验项目有助于保证产品质量。

基于模糊免疫PID算法的烘缸冷凝水排放差压控制

纸机烘缸冷凝水排放差压控制对降低造纸能耗及提高成纸质量具有重要的意义。针对常规PID控制不符合烘缸排水自然规律、模糊PID算法自适应能力有限的缺点,提出一种模糊免疫PID算法应用于烘缸冷凝水排放差压控制。本课题介绍了模糊免疫PID算法原理,并使用MATLAB的. m程序对该算法进行仿真模拟。仿真结果表明,基于模糊免疫PID算法的系统无超调量,调整时间为46. 5 s;当加入阶跃扰动时,其超调量为7. 46%,波动时间为30 s;当模型失配时,其超调量为2. 9%,调整时间为48 s;当模型失配并加入阶跃扰动时,其超调量为7. 6%,波动时间为39 s。另外,实际应用结果表明,使用模糊免疫PID算法的烘缸冷凝水排放差压被控制在工艺允许范围30～50 kPa,吨纸蒸汽消耗量下降了约9. 09%,且烘缸处于不积水状态。

一种用于多晶硅的无关联塔差压热耦合技术

本文提供了一种多晶硅精馏提纯无关联塔之间的差压热耦合技术。该技术可以是两塔或三塔,各塔各自有进料、塔顶采出、塔底采出,物料之间无任何关系,实现了不同塔组不同塔之间的塔差压热耦合,扩大了常规差压热耦合的使用范围。

用差压法测定Taylor泡在垂直环形管内静止液柱里的上升速度

弹状流是管内气液两相流中的常见流型。在垂直及倾斜管中 ,为了精确预测弹状流的含气率及压降 ,必须知道大泡即所谓Taylor泡在静止液体内的上升速度。采用差压的方法对Taylor泡在垂直同心环形管内的上升速度进行了实验测定 ,并将实验值与几种关系式的计算值进行了比较 ;对环形管的内管旋转对Taylor泡上升速度的影响进行了实验研究及一定的理论分析 。

大广坝水电厂机组动能参数在线监测

大广坝水电厂机组动能参数在线监测系统由测量断面及引压系统、采样变送器和YLX－DZ型微机流量效率监测仪等3部分组成。流量监测是机组动能参数监测的核心，有关单位采用差压法进行过水流量在线监测，并研制了差压微机型流量装置。实践表明，在水轮机、水泵和大管道流量监测时差压法相对电磁法、超声波法费用较省，适用于各种机型和条件，安装调试和运行维护较简便；微机型监测装置具有自动化水平高、功能齐全、技术先进和性能价格比高等优点。

一维固结微分方程及固结度的解析计算

用标准的数学物理方法详细推导一维渗流固结微分方程的傅里叶级数解,并用Mathematica绘制了压力分布的三维图,直观地展示了渗流固结过程中压力随深度和时间变化的物理规律.讨论了固结度实用公式的理论依据.结果表明:不同的边界条件决定了不同的物理进程;当t=0时,固结微分方程的级数解不适用于排水面;固结度两个实用公式的最佳转换点是Ut=0.5,而不是Ut=0.6.