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。
旋进旋涡流量计主要由起旋器、文丘里管、消旋器和检测传感器组成,其结构原理如图1.
旋进旋涡流量计是基于旋涡进动现象工作的[12].流体流入旋进旋涡流量计后,首先通过一组由固定螺旋形叶片组成的起旋器后被强制旋转,使流体形成旋涡流.旋涡中心为“涡核”是流体旋转运动速度很高的区域,其外围是环流.流体流经收缩段时旋涡加速,沿流动方向涡核直径逐渐缩小,而强度逐渐加强.此时涡核与流量计的轴线相一致.当进入扩大段后,旋涡急剧减速,压力上升,中心区域的压力比周围的压力低,于是产生了局部回流.在回流作用下,涡核偏离中心轴像刚体一样在扩张段壁面做螺旋进动,并且是围绕中心轴进行的.进动频率与流体的流速成正比.因此,测得旋进旋涡的频率即能反映流速和体积流量的大小.
求解模型Solver设置为非耦合隐身算法,并设置为非定常流动.湍流模型是RNGk-ε湍流模型.设置流体物理属性:选择空气密度1.225 kg/m3.
边界条件:入口设为速度入口;出口边界条件设定为压力出口;压力值固定为1个大气压(101325 Pa);管壁及起旋器表面设为无滑移边界条件.流量从10 m3/h开始,然后取20 m3/h ,40 m3/h,再每间隔40 m3/h取一次(80 m3/h,120 m3/h,160 m3/h,200 m3/h和240 m3/h ),计算中对非定常迭代时间步长的选取需注意要比脉动周期小得多,小于1/10脉动周期.
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