浮子流量傳感器的特性研究和結構優(yōu)化.pdf

1、浮子流量計是一種傳統(tǒng)的變截面流量計,具有結構簡單、工作可靠、壓力損失小且穩(wěn)定、可測低流速介質等諸多優(yōu)點,廣泛應用于測量高溫、高壓及腐蝕性流體介質.但是目前在浮子流量計中仍然存在著諸多尚待解決的問題,浮子流量傳感器輸出非線性、仿真平臺不完善、水平式浮子流量計在大流量下浮子出現(xiàn)振動以及浮子流量傳感器受被測介質粘度變化影響都是影響浮子流量計測量精度的重要問題.所以,對浮子流量傳感器的特性研究和結構優(yōu)化有很重要的意義. 首先通過對浮子流

2、量計流量計量方程的研究,指出在目前流行的短管型浮子流量計中浮子位移和流量之間存在明顯的非線性關系；并且通過對浮子流量傳感器測量機理的進一步研究,發(fā)現(xiàn)在短管條件下浮子行程(錐管的錐角)的改變對流量傳感器浮子位移與流量之間的線性關系有重要的影響；研究了浮子行程與非線性間的內在規(guī)律,并對它們之間的關系進行了定量分析,為解決浮子流量傳感器中存在的非線性問題提供了一個新的研究方法. 其次對商用計算流體力學(CFD)軟件包FLUENT.以及

3、用戶自定義函數(shù)(uDF)做了簡單的介紹,利用FLUENT對垂直式浮子流量傳感器進行二維以及三維流場仿真,分析了有無前直管段、入口條件以及浮子旋轉對仿真結果的影響,完善了仿真平臺. 然后對水平式浮子流量傳感器進行三維流場仿真.通過分析仿真結果,對水平式金屬管浮子流量傳感器的結構提出了幾種優(yōu)化方案,解決了水平式浮子流量傳感器中大流量下浮子振動的問題,為水平式浮子流量傳感器的研究與設計奠定了基礎. 最后對多粘度試驗裝置及試驗方

4、案進行了介紹,研究設計了三種新型的浮子,同時借鑒蘇鋒論文中提到的三種減粘浮子,對包括現(xiàn)在應用廣泛的CF型、DF型浮子在內的不同材料的十種浮子流量傳感器進行粘度介質流量試驗研究,配制了動力粘度分別為31mPa·s,65mPa·s,85mPa·s的三種甲基纖維素水溶液作為試驗介質,物理試驗結果給出了不同形狀浮子的粘性特性,并定量分析了它們的粘度適應能力.ACF型浮子呈現(xiàn)出了特殊的性能,隨著溶液粘度的增加,其流量值有增加的趨勢,VCF型、DF