基于相似理论的弯管流量计精度分析

文章以弯管流量计为研究对象,根据相似理论原理推导出弯管流量计实现相似准则的条件,利用FLUENT计算流体软件对弯管流量计在不同管径下的三维流场进行数值模拟分析。通过理论分析和数值计算,为大管径、高流速且无法进行实流实验的弯管流量计的测量精度提供数值依据。     

基于FLUENT下双声道超声波流量计最优声道研究

通过FLUENT仿真模拟,建立组合双弯管及收缩管道仿真模型,研究双声道超声波流量计安装位置和雷诺数对于管道内流体速度场的影响。通过流量计的相对误差及修正系数的计算,定量分析流量计的最佳安装角度以及最优声道位置。模拟结果表明,组合弯管和收缩管与超声波流量计的安装位置至少为20D才能保证管道内流体充分发展;流量计安装角度在45°时能够最大限度覆盖更多的速度区域,保证测量的精确度;通过修正系数随雷诺数的变化情况得出双声道超声波流量计的最优声道位置为距管道截面中心0.225D处。研究结论适用于不同类型管道结构,有助于超声波流量计的优化设计以及工业应用中测量精度的提高。     

C型弯管流量计的数值模拟及分析

文章以C型弯管流量计为研究对象,利用计算流体力学软件对后直管段的长度变化引起的传感器压力差、流量系数的变化程度进行数值模拟,并给出计算数据,这对C型弯管流量计的生产应用和实现标准化起到指导作用.     

流动干扰对一种新型涡轮流量计计量准确度的影响

利用数值分析方法对一种新型涡轮流量计进行了研究.在Fluent环境中建立了该涡轮流量计的数值计算模型.同时在一准确度为0.02%的流量标准装置上对该流量计进行了实验,将实验得到的流量计仪表系数与利用数值模型计算得到的仪表系数相比较,其最大误差仅为4.1%,验证了数值计算模型有效性.当流量计前分别为直管段、弯头和直管段内有半圆挡板三种管线结构时,对流量计流场进行了数值模拟,计算结果表明该涡轮流量计的计量准确度受流动干扰的影响在0.12%以内,故流量计前后无需预留足够长的直管段,非常适用于机动油料装备等安装空间受限场合的流量计量.     

超声法现场流量测量辅助装置的研究

对于污水处理行业使用的大口径电磁流量计,一般采用外夹式超声流量计进行现场流量校准。根据外夹式超声流量计的安装条件,检测人员在现场开展校准工作时,两个换能器必须要安装于过管道轴线的平面上,而实际测量中很难把握两个换能器安装位置。提出在现场流量测量过程中找到一种简便可行的确定管道轴平面的方法,并通过一系列的实验对该方法进行全面评估和验证。     

90°弯管内示踪气体混合均匀性的数值模拟与实验研究

示踪气体在管道内的混合均匀性,对示踪法测量气体流量的准确性或者在线校准管道气体流量计的校准精度影响很大.在直径为300mm的90°弯曲管道内,对示踪气体CO与空气的混合情况进行了数值模拟研究,并与实验结果进行了对比分析.结果表明,五孔释放混合效果明显要好于单孔释放,且五孔释放时弯管下游9D处示踪气体与空气混合基本均匀.数值模拟结果和实测结果基本吻合,可为示踪法测量气体流量和在线校准管道气体流量计提供参考.     

燃气单钝体绕流流场特性的数值模拟研究

应用基于有限体积法的FLUENT6.1计算软件对管道中单钝体的燃气绕流现象进行了仿真研究,即对实现管道燃气流量计量的DN200mm新型宽量程流量计的流场进行了数值模拟,就燃气计量管道中漩涡发生体的漩涡脱落频率与实测数据进行了比较。结果表明,数值计算结果与实测结果具有很好的一致性,从而提出了在新型燃气流量计的研制中可以应用数值模拟方法来优化流量计结构设计的结论。     

JJF 1358—2012在引额济乌工程中的应用探讨

JJF 1358—2012《非实流法校准DN1000~DN15000液体超声流量计校准规范》提出了非实流校准大口径液体超声流量计的方法,应用于引额济乌工程中接触式双声道超声流量计的安装工作中。采用经纬仪测量管道内直径,使用全站仪对测量结果进行核查并计算出管道圆柱度,再次使用全站仪测量换能器安装位置,安装完成后测量声道长度和角度,以便对流量计进行参数设置。实验得到测流断面内直径为3 010 mm,两条声道长度分别为3 643 mm、3 648 mm,对应声道角分别为44.218 4°、44.074 6°,最后对体积流量的不确定度进行评定,其结果为Urel=1.5%(k=2)。     

弯管流量计的特性实验研究

本文通过实验研究 ,观察分析了相同β值 (弯管弯度 )弯管在水平平面内和竖直平面内两种不同安装位置 ,它们所得到的流量校正系数 C的差别 ;同时对不同β值 (弯管弯度 )的弯管在相同平面内的安装位置 ,所得到的流量校正系数 C的差别进行了比较 .通过实验数据的分析 ,指出弯管的流量校正系数 C,同其安装位置的不同 C值是有所差别的 ,根据实验结果及分析 ,认为强迫旋流理论比自由旋流理论较符合弯管内流体流动的实际 .     

弯管流量计选型要点

通过对弯管流量计基础理论和实际应用情况的研究,针对弯管流量计具有的高精度标准化的90°弯管传感器加工及测试、差压取压位置、微差压精确测量、温压补偿修正四项关键技术特点,在弯管传感器加工工艺、差压测量仪表、安装方式、适用范围等方面提出选型建议,为用户科学合理选型提供参考依据,确保弯管流量计能够应用到适合的工艺上,充分发挥自身技术优势,解决工业生产中的流量计量难题.     

The Characterization of a Piston Displacement-Type Flowmeter Calibration Facility and the Calibration and Use of Pulsed Output Type Flowmeters

Critical measurement performance of fluid flowmeters requires proper and quantified verification data. These data should be generated using calibration and traceability techniques established for these verification purposes. In these calibration techniques, the calibration facility should be well-characterized and its components and performance properly traced to pertinent higher standards. The use of this calibrator to calibrate flowmeters should be appropriately established and the manner in which the calibrated flowmeter is used should be specified in accord with the conditions of the calibration.These three steps: 1) characterizing the calibration facility itself, 2) using the characterized facility to calibrate a flowmeter, and 3) using the calibrated flowmeter to make a measurement are described and the pertinent equations are given for an encoded-stroke, piston displacement-type calibrator and a pulsed output flowmeter. It is concluded that, given these equations and proper instrumentation of this type of calibrator, very high levels of performance can be attained and, in turn, these can be used to achieve high fluid flow rate measurement accuracy with pulsed output flowmeters.     

旋进旋涡流量计结构参数优化研究

借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了仿真分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个最佳值.     

均速管流量计流量系数的修正方法研究

采用计算流体力学(CFD)的方法对300 mm口径的均速管流量计的内部流动进行了数值仿真,湍流模型应用标准k-ε模型,应用有限体积法对控制方程离散和求解.通过计算得出均速管流量计在几种长度不同的前直管段条件下的流量系数;还研究了流量系数与雷诺数的关系,得出流量计的流量系数随着雷诺数增加有上升的趋势.最后,对未充分发展段的流量系数进行了修正,得出了流量系数与雷诺数之间的三次拟合曲线,以此可将未充分发展段的测量值修正为充分发展后的数值,以实现在管道长度不足的情况下得到较为精确的测量值.     

电磁流量计在水厂流量测量中的应用

首先介绍电磁流量计在水厂流量测量中的应用,然后简述电磁流量计的测量原理、优点;根据性能价格比选择流量计;从安装、环境条件和流体特性等方面,论述它在安装调试、运行期的故障。最后介绍清洗探头、防雷电,抗干扰等措施的解决方法。     

利用流体仿真研究文丘里流量计瞬变流动模型

为研究文丘里流量计在瞬变流动流下的数学模型,利用FLUENT软件对文丘里流量计在阶跃流动下的流场进行仿真计算,获得不同阶跃流动状态下流量与差压的离散值,利用平面拟合方法获得微分方程各项系数,进而确定流量计在瞬变流动下的数学模型。     

高压液体流量标准装置研制

为解决民用飞机高压液压油流量计校准问题,研制了高压液压油流量标准装置,标准装置采用高压柱塞泵提供流量源,通过变频调速和比例控制阀配合调节的方法实现流量装置的流量和压力宽范围调节,标准装置以活塞式体积管作为主标准器,实现了高压条件下的流量计校准。利用该标准装置对圆柱齿轮流量计在变压工况下进行校准试验,高压工况下流量计仪表系数与常压工况相差超过5%,证明开展高压变压下流量计计量性能及修正方法研究的重要性,该标准装置的建成为高压下流量计校准及计量性能研究提供了有效的手段,具有很高的实用价值。     

Influence of Wettability of the Channel Surface on the Readings of an Electromagnetic Flowmeter

The dependence of the readings of an electromagnetic flowmeter on the restructuring of the flow velocity profile in the flowmeter channel is discussed. The temporary instability of the flow profile caused by incomplete wetting of the Teflon surface of the channel by the liquid being measured is shown to be one cause of the changes in the flowmeter signal.     

基于噪声模板与互相关计算的涡街流量计抗强振动方法

根据涡街流量计在工作现场受强振动噪声干扰的情况,搭建振动实验平台,进行振动实验。对采集的数据进行功率谱分析和带宽特征分析,建立噪声模板,并量化描述噪声的带宽特性。进行噪声模板与传感器输出信号功率谱的互相关计算,提出利用噪声和涡街信号归一化互相关系数曲线进行噪声判别的抗强振动干扰的方法。对振动实验中采集的传感器数据进行处理,验证了该方法的有效性。     

基于收缩流动的气体超声流量计声道稀疏化及测量方法

为了提高低声道数超声流量计的准确度水平,在传统超声流量计的基础上设计了一种具有收缩流动结构的低声道数超声流量计。采用数值模拟研究了渐缩管中收缩流动的流场特征,确定了渐缩管的几何参数及超声探头的安装方式。通过空气实流实验,研究了单声道及双声道在收缩流动条件下流量计量的基本特性。在流量范围27~432m3/h,管径范围100~150mm进行了实验验证。结果表明:收缩流动的数值模拟结果与理论模型相吻合,当渐缩管的收缩比由2增大为6,被测流场均匀区占比显著增大;当收缩比固定不变时,随着流量的增大,边界层厚度显著降低。通过实流实验比较不同结构和配置超声流量计的测量结果,发现单声道收缩管超声流量计的准确度水平显著优于传统单声道气体超声流量计,与传统双声道气体超声流量计的准确度水平相当。     

Uncertainty analysis of the high vacuum part of the orifice-flow-type pressure standard

The orifice-flow-type pressure standard is commonly accepted as primary standard for vacuum gauge calibration in the high vacuum gas pressure range. It consists of two parts—a high vacuum part and a flowmeter. Practical questions arising at design of the standard have to be answered based on the standard uncertainty analysis.The analysis of the uncertainty sources in the high vacuum part except deviations from the Maxwellian distribution is given in the paper. Uncertainty of a precise flowmeter is taken from references for comparison. It follows from the analysis that uncertainties caused by some sources at routinely achievable parameters are negligibly small and further improvement brings no benefit. The crucial quantities influencing the total uncertainty are the temperature of the chamber and the flowmeter, the outgassing rate from the inner surfaces, the ultimate pressure of the pump and the additional (detrimental) pumping speed. The pumping speed of the main pump has to be “sufficiently higher” than the orifice conductance.