浮子流量傳感器的特性研究和結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、浮子流量計(jì)是一種傳統(tǒng)的變截面流量計(jì),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、壓力損失小且穩(wěn)定、可測(cè)低流速介質(zhì)等諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于測(cè)量高溫、高壓及腐蝕性流體介質(zhì).但是目前在浮子流量計(jì)中仍然存在著諸多尚待解決的問題,浮子流量傳感器輸出非線性、仿真平臺(tái)不完善、水平式浮子流量計(jì)在大流量下浮子出現(xiàn)振動(dòng)以及浮子流量傳感器受被測(cè)介質(zhì)粘度變化影響都是影響浮子流量計(jì)測(cè)量精度的重要問題.所以,對(duì)浮子流量傳感器的特性研究和結(jié)構(gòu)優(yōu)化有很重要的意義. 首先通過對(duì)浮子流

2、量計(jì)流量計(jì)量方程的研究,指出在目前流行的短管型浮子流量計(jì)中浮子位移和流量之間存在明顯的非線性關(guān)系；并且通過對(duì)浮子流量傳感器測(cè)量機(jī)理的進(jìn)一步研究,發(fā)現(xiàn)在短管條件下浮子行程(錐管的錐角)的改變對(duì)流量傳感器浮子位移與流量之間的線性關(guān)系有重要的影響；研究了浮子行程與非線性間的內(nèi)在規(guī)律,并對(duì)它們之間的關(guān)系進(jìn)行了定量分析,為解決浮子流量傳感器中存在的非線性問題提供了一個(gè)新的研究方法. 其次對(duì)商用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件包FLUENT.以及

3、用戶自定義函數(shù)(uDF)做了簡(jiǎn)單的介紹,利用FLUENT對(duì)垂直式浮子流量傳感器進(jìn)行二維以及三維流場(chǎng)仿真,分析了有無前直管段、入口條件以及浮子旋轉(zhuǎn)對(duì)仿真結(jié)果的影響,完善了仿真平臺(tái). 然后對(duì)水平式浮子流量傳感器進(jìn)行三維流場(chǎng)仿真.通過分析仿真結(jié)果,對(duì)水平式金屬管浮子流量傳感器的結(jié)構(gòu)提出了幾種優(yōu)化方案,解決了水平式浮子流量傳感器中大流量下浮子振動(dòng)的問題,為水平式浮子流量傳感器的研究與設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ). 最后對(duì)多粘度試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方

4、案進(jìn)行了介紹,研究設(shè)計(jì)了三種新型的浮子,同時(shí)借鑒蘇鋒論文中提到的三種減粘浮子,對(duì)包括現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的CF型、DF型浮子在內(nèi)的不同材料的十種浮子流量傳感器進(jìn)行粘度介質(zhì)流量試驗(yàn)研究,配制了動(dòng)力粘度分別為31mPa·s,65mPa·s,85mPa·s的三種甲基纖維素水溶液作為試驗(yàn)介質(zhì),物理試驗(yàn)結(jié)果給出了不同形狀浮子的粘性特性,并定量分析了它們的粘度適應(yīng)能力.ACF型浮子呈現(xiàn)出了特殊的性能,隨著溶液粘度的增加,其流量值有增加的趨勢(shì),VCF型、DF