流量测量是自控参数测量中最复杂的参数测量,它在国民经济、国防建设、科学研究中非常重要。旋进旋涡流量计是近几十年来开发并投入市场的一种流体振荡式流量计,可适用于石油、蒸汽、天然气、水等多种介质的流量测量。它主要用于测量中、低压和中、小流量的气体(如城市中的管道燃气,因为安全等因素,气体的压力、流速不能太高),并具有内部无机械可动部件,耐腐蚀性好,量程比宽等优点。 但是旋进旋涡流量计也存在一些不足之处,比如旋进旋涡流量计的工作原理没有其它旋涡型流量计的完善,振荡频率信号容易被外界振动源所干扰,并且压力损失相对也大。目前学者和科研人员对旋进旋涡流量计的分析和研究集中在信号检测、旋进旋涡流量计的安装和使用上,至今作者还没有看到任何有关详细研究旋进旋涡流量计内部结构和压力损失的文章见于报端。 所以本课题从理论研究、数值仿真和实验验证相结合的方法对旋进旋涡流量做了深入的研究。研究的创新点和成果包括: 深入研究了旋进旋涡流量计的工作原理,并做了详细的数学推导和明确的文字表述; 利用Fluent仿真软件,分析了旋进旋涡流量计的压力损失情况:Δp =K_1ρQ~2/D~4,与流量的平方成正比,流量越高压力损失越大,改变起旋器和表体结构时,关系依然是二次曲线,仅K_1值发生变化; 利用Fluent仿真软件,优化了起旋器螺旋叶片的设计,不仅使流量下限从10m~3/h降低到5m~3/h,而且使压力损失从17 .5ρQ~2/D~4变到7.8ρQ~2 /D~4 ,同时得到了实验的验证; 课题还验证了旋进旋涡流量计的旋涡脉动频率与流量之间的线性关系。 本课题的研究成果为目前缺少对旋进旋涡流量计工作原理的详尽研究提供了依据;为进一步研究旋进旋涡流量计压力损失打下了较好的基础;对于扩展旋进旋涡流量计的量程下限,同时减少其压力损失等问题具有较大的实用价值。

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