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《天津大学》 2006年
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减小流体粘性对浮子流量传感器测量影响的研究

苏锋  
【摘要】: 浮子流量传感器是一种传统的变截面流量传感器,它具有工作可靠、压力损失小和可测微小流量的特点,因此被广泛应用于化工、石油、冶金、轻工、食品等流程工业中。在影响浮子流量传感器准确测量的诸多因素中,流体粘性变化对浮子流量传感器测量的影响不能忽略,所以降低流体粘性变化对浮子流量传感器测量的影响,对于提高浮子流量传感器测量精度以及扩大其应用领域具有重要意义。 本文较全面的研究了粘性流体对浮子流量传感器测量的影响,在建立粘性流体浮子流量传感器数学模型和动态浮子流量传感器仿真平台的基础上,深入探索了减小浮子流量传感器受流体粘性影响的机理,优化后的浮子流量传感器减粘特征结构获得了较好的减粘效果。 本论文主要完成以下工作: 分析了浮子流量传感器数学模型的研究现状,针对以往浮子流量传感器流量方程所存在的问题,修正了习用浮子流量传感器流量方程,获得了基于势能分析的浮子流量传感器流量方程。在深入研究粘性流体影响浮子流量传感器测量机理的基础上,分别建立了基于平板粘性摩擦阻力系数和基于边界层理论的粘性流体浮子流量传感器数学模型,两个粘性数学模型的计算结果与粘性物理试验结果有很好的一致性。在粘性流体浮子流量传感器数学模型的基础上,提出对浮子流量传感器减粘结构的两种优化方法。 为了发现减小流体粘性对浮子流量传感器测量影响的更有效工作机理,本论文基于计算流体力学方法,应用动网格技术和UDF接口技术建立了按照浮子流量传感器工作机理进行数值计算的动态浮子流量传感器仿真试验平台。 运用动态浮子流量传感器仿真试验平台对浮子流量传感器内部流场进行了数值仿真,在分析了浮子流量传感器内部流场的速度与压力分布后,发现浮子最大截面下游处存在着逆流涡旋场,大量仿真试验证明该逆流涡旋场具有较明显的减粘作用。基于该逆流涡旋场原理提出了浮子流量传感器减粘特征结构。 对具有减粘特征结构的浮子流量传感器在多粘度试验装置上进行了物理实验。采用多种形状及材质浮子所分别构成的浮子流量传感器对动力粘度从1 smPa·smPa·到2692 mPa·范围的高粘性溶液进行了试验。深入分析试验所获得的不同浮子流量传感器受粘性影响的数据后,获得了粘性流体对浮子流量传感器测量影响的规律,最终验证了浮子流量传感器减粘特征结构的有效性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP212

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 朴立华;浮子流量传感器结构优化与粘度影响研究[D];天津大学;2011年
2 葛利俊;提高浮子流量计测量精度的研究[D];天津大学;2012年
3 贾云飞;涡街流量传感器不同流体条件下测量特性的研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 邹建国;垂直上升管内气液两相流钝体绕流的数值模拟与实验研究[D];天津大学;2010年
2 王军朋;浮子流量传感器粘度影响研究[D];天津大学;2012年
3 胡岳;基于数值仿真的涡街流量传感器优化[D];天津大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 朴立华;浮子流量传感器结构优化与粘度影响研究[D];天津大学;2011年
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【二级引证文献】
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1 陈洁;宽量程涡街流量计信号处理方法及其实现技术的研究[D];上海大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 邹建国;垂直上升管内气液两相流钝体绕流的数值模拟与实验研究[D];天津大学;2010年
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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4 王兴东;国产某轿车车身刚度优化[D];吉林大学;2008年
5 李超;农牧交错区不同土地利用方式下土地利用结构优化配置研究[D];中国农业大学;2003年
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7 苏梦蟾;聚合物有机太阳能电池器件的研究[D];北京交通大学;2007年
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