渦輪流量傳感器粘度影響及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、渦輪流量傳感器渦輪流量傳感器粘度影響及粘度影響及結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化ViscosityEffectStructureOptimizationofTurbineFlowSens學(xué)科專業(yè)：檢測技術(shù)與自動化裝置研究生：方艷指導(dǎo)教師：孫立軍副教授天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院二零一二年十二月中文摘要渦輪流量計是一種廣泛使用的速度式流量儀表，具有精度高、重復(fù)性好、量程范圍比寬、重量輕、便于維修等優(yōu)點。但被測介質(zhì)的粘度會對渦輪流量傳感器性能產(chǎn)生很大影響，

2、隨著介質(zhì)粘度增大，傳感器線性度誤差變大，重復(fù)性變差，這限制了其使用范圍。本文利用CFD仿真和實驗相結(jié)合的方法對渦輪流量傳感器進行幾何參數(shù)優(yōu)化，旨在減小其測量中高粘度流體時的線性度誤差。本文主要完成以下工作。首先，對渦輪流量計的研究現(xiàn)狀及前人的工作進行了系統(tǒng)的分析，提出目前存在的問題。第二，確定渦輪流量傳感器的CFD仿真模型，包括GAMBIT三維幾何模型的建立和FLUENT湍流模型的選擇。針對不同的幾何模型和湍流模型進行了仿真研究，通過仿

3、真結(jié)果與實驗結(jié)果的比較，最終創(chuàng)建了最佳仿真模型。第三，分析了渦輪流量傳感器性能受被測介質(zhì)粘度影響的機理；根據(jù)已有的理論模型，分析了不同幾何參數(shù)對傳感器性能產(chǎn)生的影響，初步確定優(yōu)化參數(shù)的方向。在此基礎(chǔ)上，嚴格按照實驗條件，利用CFD軟件對改變幾何參數(shù)后的傳感器進行了仿真分析研究。第四，將具有較好仿真結(jié)果的傳感器結(jié)構(gòu)加工成樣機，并在相同流量點進行相應(yīng)的多粘度油流量實驗；實驗數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)的比較，得出了優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)的方案。實驗結(jié)果表明，適當