基于調(diào)節(jié)閥的流量測量方法研究.pdf

1、提出了一種基于調(diào)節(jié)閥的流量測量方法,利用管路系統(tǒng)中現(xiàn)有的調(diào)節(jié)閥,不添加其它阻力原件來測量流量。該方法以調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線為基礎(chǔ),通過測量調(diào)節(jié)閥前后的差壓,計算獲得流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體流量,分別采用仿真和實驗方法,研究了所提出的流量測量方法的可行性和測量效果。
　　采用CFD仿真技術(shù)驗證了測量方法的可行性。對于調(diào)節(jié)閥前后壓力采樣點的選定,確定了閥前相對較靠近閥體,閥后相對較遠(yuǎn)離閥體的原則。對于穩(wěn)態(tài)流量測量,仿真結(jié)果測量誤差控制在約3％

2、以下,仿真結(jié)果同樣表明誤差大小與工況變化無相關(guān)性。對于非穩(wěn)態(tài)流量測量,通過定性的仿真研究發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥快速啟閉過程中,開始階段的流量變化滯后于開度變化,隨后流量變化速率顯著加快。
　　完成基于調(diào)節(jié)閥的水流量測量實驗系統(tǒng)設(shè)計,包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。硬件系統(tǒng)設(shè)計包括管道布置與連接、取壓孔設(shè)置、壓力變送器選型、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)信號通訊、電磁流量計和累積流量罐數(shù)據(jù)采集等,實現(xiàn)了一個完整的閉合回路流量測量管路系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)利用多線程技術(shù)采

3、用Python語言實現(xiàn)了界面設(shè)計以及設(shè)備通信,該軟件可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制信號發(fā)送的并發(fā)運行、數(shù)據(jù)自動采集和存儲等功能。
　　分別在穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)閥閥芯開度下進行了水流量測量實驗研究。實際壓力采樣點的選定證明其位置選擇與仿真結(jié)果相一致,即采用前近后遠(yuǎn)采樣點時實驗效果最好。此時,穩(wěn)態(tài)流量測量的精度較高,總體誤差在4.5%以下。穩(wěn)態(tài)實驗表明,較大的閥前后差壓以及較小的閥門開度時獲得的流量測量精度最佳。采用正弦信號、三角信號、隨機信號作