渦輪流量傳感器粘度影響及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、渦輪流量傳感器渦輪流量傳感器粘度影響及粘度影響及結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化ViscosityEffectStructureOptimizationofTurbineFlowSens學(xué)科專業(yè)：檢測技術(shù)與自動化裝置研究生：方艷指導(dǎo)教師：孫立軍副教授天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院二零一二年十二月中文摘要渦輪流量計(jì)是一種廣泛使用的速度式流量儀表，具有精度高、重復(fù)性好、量程范圍比寬、重量輕、便于維修等優(yōu)點(diǎn)。但被測介質(zhì)的粘度會對渦輪流量傳感器性能產(chǎn)生很大影響，

2、隨著介質(zhì)粘度增大，傳感器線性度誤差變大，重復(fù)性變差，這限制了其使用范圍。本文利用CFD仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對渦輪流量傳感器進(jìn)行幾何參數(shù)優(yōu)化，旨在減小其測量中高粘度流體時的線性度誤差。本文主要完成以下工作。首先，對渦輪流量計(jì)的研究現(xiàn)狀及前人的工作進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，提出目前存在的問題。第二，確定渦輪流量傳感器的CFD仿真模型，包括GAMBIT三維幾何模型的建立和FLUENT湍流模型的選擇。針對不同的幾何模型和湍流模型進(jìn)行了仿真研究，通過仿

3、真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，最終創(chuàng)建了最佳仿真模型。第三，分析了渦輪流量傳感器性能受被測介質(zhì)粘度影響的機(jī)理；根據(jù)已有的理論模型，分析了不同幾何參數(shù)對傳感器性能產(chǎn)生的影響，初步確定優(yōu)化參數(shù)的方向。在此基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)條件，利用CFD軟件對改變幾何參數(shù)后的傳感器進(jìn)行了仿真分析研究。第四，將具有較好仿真結(jié)果的傳感器結(jié)構(gòu)加工成樣機(jī)，并在相同流量點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的多粘度油流量實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)的比較，得出了優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)的方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適當(dāng)