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      氣體渦輪流量計的結構改進(jìn)與性能優(yōu)化研究

      時(shí)間:2024-03-06 07:59:35 點(diǎn)擊:319次

      氣體渦輪流量計是一種速度式的流量傳感器,具有測量精度高、量程范圍廣、可靠性好以及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著(zhù)我國西氣東輸工程的全線(xiàn)貫通,縱橫交錯的天然氣管網(wǎng)使我國形成世界上最大的天然氣管網(wǎng)。氣體渦輪流量計被廣泛應用于天然氣管網(wǎng)中的貿易計量,市場(chǎng)前景廣闊。研究氣體渦輪流量計的結構改進(jìn)及其性能優(yōu)化在流量計量領(lǐng)域具有十分重要的應用價(jià)值與現實(shí)意義。

      迄今為止,許多學(xué)者對氣體渦輪流量計的結構與性能進(jìn)行了研究。針對前整流器研究,郭素娜等將氣體渦輪流量計前整流器的葉片截取合適切角,發(fā)現當葉片切角參數為0.25時(shí)流量計的性能最好。孫宏軍等對前整流器結構進(jìn)行分析,得到了流量計壓力損失和線(xiàn)性度誤差均為最小時(shí)前整流器的葉片數與長(cháng)度。在前導流體研究方面,馮越等將前導流體直徑、前導流體與輪轂間距作為改進(jìn)參數,比較了不同結構參數下氣體渦輪流量計的性能指標。

      劉正先等用流線(xiàn)型前導流體結構代替傳統半球形前導流體,使得流量計的壓力損失降低了近33%。針對葉輪研究,王菊芬等設計了一種三葉片長(cháng)螺旋葉輪結構,流量計測量的重復性明顯提高,測量的相對示值誤差明顯降低。張曉東等基于響應面法和正交試驗法,得出了影響流量計性能的葉輪結構參數順序為: 葉輪頂端半徑>葉輪葉片數>葉輪輪轂長(cháng)度>葉輪輪轂半徑。在后導流體研究方面,陳曦等優(yōu)化了后導流體的葉片倒角,發(fā)現流量計的壓力損失隨著(zhù)葉片倒角的增大而增加。陳鑠等通過(guò)數值模擬對流量計內部的流場(chǎng)特征進(jìn)行分析,發(fā)現后導流體產(chǎn)生的壓力損失達到了總壓力損失的55%。

      綜上所述,前人對氣體渦輪流量計的研究主要集中在葉輪、前整流器與前導流體部分,而對后導流體與表芯支座的結構改進(jìn)及其性能優(yōu)化研究目前還較為少見(jiàn)。實(shí)際上,后導流體在流量計中對流體起到穩流和導流的作用,表芯支座是固定葉輪的主要結構,它們均會(huì )對流量計的性能產(chǎn)生影響。

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