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天大泰和平衡流量计介绍
作者:于博士 时间:2017-03-21 浏览: 93


1平衡流量计的结构确定

平衡流量计是一款具有整流效果的新型差压式流量计,其结构、性能与孔板型整流器之间存在诸多的相似之处。在结构上,两者的都是在一定厚度的板片上分布多个节流孔的节流件。在性能上,平衡流量计与孔板整流器同样需要抑制漩涡流和调整流速分布,从而降低能量消耗、提高测量精度、缩短直管段长度。对于多孔型节流件而言,影响其性能的因素众多,如节流孔的布局方式、节流孔形式、节流孔之间的间距、节流孔直径、孔板厚度等,因此选择合适的结构形式是优化设计、提高性能的前提。孔板型整流器发展历史较长,取得了丰富的研究成果,对确定平衡的基本结构具有重要的参考价值。

从多孔整流器的研究成果可以看出,Laws型多孔整流器在抑制漩涡方面表现突出,对来流的扰动表现不敏感,速度剖面恢复速度优于MHI整流器、与NEL整流相当或稍微逊色。鉴于Laws整流器结构简单以及整流性能上的优异表现,本研究参照Laws整流器的节流孔布局方式来设计平衡。Laws整流器的节流孔由三级分度钻孔组成,中心孔的直径最大,向外依次缩小,每一圈上的钻孔沿轴向对称等距布置

2平衡流量计结构参数

为了获得明显的差压信号以及减少结构参数便于研究,本研究设计两种多孔孔板结构为中心节流孔+单层环状排列孔,如图1-3所示。图中,为孔板厚度,为环状排列孔与中心节流孔圆周上的最小距离,为相邻环状排列孔圆周上的最小距离,为中心节流孔直径,为环状排列孔直径,为环状排列孔圆心所在圆的直径,各参数之间的关系式如式(1-14)所示。多孔孔板不但结构参数较多,而且各参数之间相互关联,为优化多孔孔板的结构带来较大的难度,因此需要揭示流量计内部流场机理,分析各个参数对内部流场的影响规律,从而优化结构。

                   1-14


式中,为环状排列孔的个数。


1 多孔孔板流量计结构示意图

3平衡流量计研究方法及性能比较

尾流流场是影响流量计计量精度的关键因素,而节流件的结构决定了尾流流场的特性。为了优化节流件结构,天津大学流量实验室利用数值计算的方法揭示多孔孔板流量计的结构参数对尾流流场的影响规律,如图2所示;通过标准水流量实验装置对制作的样机进行验证,如图3所示,最终确定合理节流件结构。该项研究工作对优化多孔孔板流量计的结构参数,统一节流孔的布局方式,提高计量性能具有重要意义。

                     

                                           图2 数值计算云图                                                           3实验装置

天津大学流量实验室研究人员根据最终确定的节流件结构,设计了具有不同节流比的平衡流量计,并对其进行了实流标定,结果表明:利用上述方式设计的平衡流量计在9:1的量程范围内,线性度误差在1%以内,重复性误差在0.26%以内,计量精度达到预期要求。

为了验证该平衡流量计与现有同类产品的差异,天津大学流量实验室将其与某知名品牌的平衡流量计进行比对试验。试验方案为:将具有相同管径和相同节流比的两款平衡流量计在同一水流量标准实验装置上进行实流标定,流量计如图4和图5所示。从实验实验结果可以看出:天津大学研制的平衡流量计在9:1量程范围内线性度误差为0.86%,某公司的平衡流量计在4:1量程范围的线性度误差为2.2%。因此,天津大学流量实验室所研制的平衡流量计具有明显的优势。

       

图4天大泰和平衡流量计                        图5某公司平衡流量计

图6 天大平衡流量计实验结果

图7 某公司平衡流量计实验结果

 

 

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