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涡街流量计工况条件适应性研究

邢娟  
【摘要】: 涡街流量计是一种流体振动式流量计,因其无机械可动部件、介质适应性强、压力损失小等优点,在化工、冶金、轻工、食品等领域得到广泛应用。但是,由于工作现场环境复杂、流体流动情况多变,涡街流量计的正常计量是否不受上述干扰影响,还有待实践检验。基于如上考虑,本论文在管道周期性振动、不同介质密度、油水两相混合流动三种不同工况条件下,对涡街流量计测量特性展开研究,分析其适应性。 在相同流速范围内,对应力式普通涡街流量计、横河和ABB数字涡街流量计分别在垂直和水平振动方向、不同振动加速度下进行了管道周期性振动实验,通过仪表系数相对误差分析,发现现有涡街流量计对管道周期振动均很敏感、抗振加速度不超过0.1g;进而设计出一种“三线共地型”压电探头,可将管道振动信号和混有振动信号的复杂涡街信号同时输出,并利用EMD方法分析振动信号及自适应陷波滤波提取涡街频率,经仿真和实验验证,证明了该原理设计的抗周期性振动涡街流量计能有效地克服管道周期振动对仪表系数造成的影响;最后以TMS320F2812 DSP为硬件核心,研制出一台抗周期性振动涡街流量计,通过不同方向、加速度条件下的气体流量管道周期性振动实验,表明所研制的涡街流量计在保证1级的测量精度前提下,最大抗振加速度为0.7g。 通过调节正压法音速喷嘴气体流量标准装置的管道内介质压力来改变介质密度,对不同空气介质密度下,涡街流量计流量特性进行实验研究,验证了涡街流量计测量不受流体密度变化的影响,解释了涡街流量计流量下限随着介质密度增大而降低的现象。 借助油气水三相流实验装置,对涡街流量计在垂直上升管内油水两相混合流量的测量性能进行研究,结果表明涡街流量计测量不受流体组分的影响,并给出了不同两相混合流量下、仪表系数相对误差随含油率的变化趋势及其相应解释。 通过上述三种不同工况下的探索研究,提高了涡街流量计抗管道周期性振动的性能,补充丰富了涡街流量计在不同流体密度和油水两相流下的实验数据,具有重要的实用价值。


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