与传统的孔板流量计进行比较,智能旋进旋涡流量计具有以下几个主要特点:
1.实现了机电一体化,日常的计量过程不需人工值守;
2.工艺安装条件不苛刻,仪表上、下游直管段可较孔板流量计大大缩短;
3.系统的测量准确度能够满足目前的贸易计量要求(≤2%)">;
4.流量测量范围较宽(q max /q min =15~20">),可在孔板流量计无法涉足的部分小流量区域进行有效工作;
5.体积小、重量轻,离线标定较为方便;
6.测量信号既可就地显示,也可按需远传;
7.无可动部件,因此对于一般的测量就不存在仪表的机械磨损;
8.仪表管理人员勿需培训,流量、压力及温度等测量参数可以从表头直接读取并且不必进行折算转换;
9.只需定期更换旋进旋涡流量计电池(微功耗)">及被测介质的参数。
流体力学控制方程和湍流模型
旋进旋涡流量计的流体动力特性可以用流体力学基本方程描述如下.
连续性方程与动量方程[13,14]:
流量计内部为湍流流动,需引入湍流模型.标准的k-ε湍流模型用于强旋流或带有弯曲壁面的流动时,会出现一定失真,因此本文选用RNGk-ε湍流模型.湍流模型和相关方程在文献[11]中有详细说明,感兴趣的读者可参考这篇文献.图4为流量计物理模型,计算区域总长度为447 mm,网格划分采用的是非结构化混合网格,在局部流动复杂部分对网格进行加密.网格数大约为80万.在旋进旋涡流量计的流通管道上设置五个压力检测截面1,2,3,4,5.截面1位于扩张段的中部,截面2位于扩张段上游5 mm处,截面3位于扩张段上游10 mm处,截面4扩张段上游15 mm处,截面5位于扩张段下游5 mm处.分别在每个截面距壁面6 mm处设置对称两点作为压力脉动信号采集点.
一、智能旋进旋涡流量计的结构
智能旋进旋涡流量计的结构已主要由四大部件组成。即由流量传感器(亦称主体结构》、温度传感器、压力传感器、流量计算处理导示组成、其中流量传感器由流量计壳体、旋涡发生体、压电传感器、除旋整流器组成
二、智能旋进旋涡流量计的原理
进人智能旋进旋涡流量计的气体,在旋涡发土体的作用下.产生漩涡流,漩涡流在文丘里管中旋进.到达收缩段突然节流,使旋涡加速;当漩涡流突然进人扩散段后.由于压力的变化,便旋涡流逆着面进方向运动:在进功么城内该信号匆率与流t大小成正比。根据这一原理,采取通过流量传感器的压电传感器检测出这一和率信号.并与固定在流虽计亮体上的沮度传感器和压力传感器检侧出的沮度压力信号一并送璧计算讥中进行处理,*终显示出被侧流量在标准状态下(t=20°C,Pa=101.325KPa)的体积流*。
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