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《天津大学》 2007年
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涡街流量传感器不同流体条件下测量特性的研究

贾云飞  
【摘要】: 涡街流量传感器是一种比较新型的速度式流量传感器,它具有可靠性高、压力损失小、量程比宽等优点,因此被广泛应用于化工、石油、冶金、轻工、食品等流程工业中。由于涡街流量传感器应用现场条件复杂,流体流动情况也各不相同,因此研究不同流体条件下涡街流量传感器的测量特性,对提高涡街流量传感器不同流体条件下的测量精度以及应用范围都有重要的意义。 本论文主要完成了以下的工作: 1.分析了用经验公式计算涡街流量传感器压力损失时存在的问题,以及通过计算来比较孔板压力损失和涡街流量传感器压力损失的不足,通过实验确定了涡街流量传感器的压力损失,并在保证涡街流量传感器与孔板流量传感器有效流通面积相等的情况下对两者的压力损失进行了比较,纠正了对两种传感器压力损失方面的一些错误认识。 2.通过在高压气装置上的实验,发现了涡街流量传感器压力损失系数随管道内压力的增加而变化的特性。 3.利用CFD软件成功的模拟出涡街流场,将仿真结果与实验结果进行了比较,发现仿真结果与实验结果之间的误差仅在10%以内,证明了数值模拟的有效性。并通过数值模拟进一步对涡街流场中的压力场进行研究,确定了检测旋涡频率的压电探头在旋涡发生体后放置的最佳位置为发生体后2.8倍截流面宽度处。 4.研究了泡状流条件下涡街流量传感器测量特性随气相含率增加而变化的规律,并且分别采用脉冲计数和频谱分析两种测量方法进行了实验,证明了在泡状流测量中,采用频谱分析法计量的涡街流量计更好。 5.研究了雾状流条件下,随着液相含率的增加涡街流量传感器测量不确定度、测量误差以及涡街信号的变化情况,并且通过数值模拟的方法对实验结果中的一些现象进行了解释。 6.通过对旋涡结构和涡街传递的机理的研究,在雾状流条件下建立了涡街流量传感器strouhal数随液相含率变化的数学模型,并且通过计算结果与实验结果的比较证明模型有较好的预测性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP212.1

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