戶用熱量表動節(jié)流元件流量計及其變送器的設(shè)計與分析.pdf

1、我國北方地區(qū)冬季寒冷,每年供熱消耗的能源巨大,然而利用率卻很低。目前各地政府正在大力推進(jìn)供熱制度改革,其中最重要的舉措是推行供熱按量計費(fèi)政策。為了適應(yīng)計費(fèi)制度的變化,需要使用能夠準(zhǔn)確計算熱量的儀表用于供熱系統(tǒng)。對于熱量表的開發(fā),最重要的是流量計的選用。目前已經(jīng)形成產(chǎn)品的流量計很多,但是還沒有一款基于某種流量計制作而成的熱量表,能夠很好地適用于我國供熱系統(tǒng)。主要原因是:我國供熱系統(tǒng)中水雜質(zhì)含量大,流量計極易堵塞;供熱系統(tǒng)管徑較小,一般流量

2、計不適應(yīng)小管測量;制作復(fù)雜,流量計的成本較高。針對存在的問題,本文提出了一種全新的流量計方案。
　　在確定熱量表結(jié)構(gòu)的前提下,提出了流量計的設(shè)計方案。此流量計汲取了傳統(tǒng)節(jié)流式流量計結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、測量精度高的優(yōu)點(diǎn),摒棄了傳統(tǒng)節(jié)流元件前后取壓孔容易堵塞的缺點(diǎn)。在分析流量計工作過程、測量原理的基礎(chǔ)上,對流量計進(jìn)行了力學(xué)建模,將流量計分成機(jī)械模塊和檢測模塊兩部分。
　　機(jī)械模塊為配接有兩片金屬膜片的文丘里管,首先利用Ansys軟

3、件在對金屬膜片的彈性性能作分析,根據(jù)分析結(jié)果選擇了適合流量計開發(fā)的膜片;然后利用Fluent軟件對影響文丘里管節(jié)流性能的參數(shù)進(jìn)行了探討,根據(jù)分析結(jié)果,設(shè)計了適合流量計開發(fā)的文丘里管;最后對機(jī)械模塊進(jìn)行有限元仿真,模擬其真實(shí)的工作狀態(tài),得到了仿真分析結(jié)果。
　　根據(jù)仿真分析結(jié)果指導(dǎo)檢測模塊的設(shè)計。提出了懸臂梁式、力放大機(jī)構(gòu)式和雙孔平行梁式三種彈性體用于檢測模塊,分別對影響檢測性能的因素進(jìn)行了探討,根據(jù)機(jī)械模塊的輸出設(shè)計了三種結(jié)構(gòu)。<

4、br>　　對流量信號的傳送設(shè)計了變送器,對變送器中的各個組成部分進(jìn)行了探討,并設(shè)計了電路。
　　流量計樣機(jī)及變送器制作完成后,利用二進(jìn)制流量標(biāo)定臺對流量計靜態(tài)特性進(jìn)行了測試,主要包括線性度、靈敏度、變差及重復(fù)性等。對比流量計在不同檢測模塊下的靜態(tài)性能,選擇了較優(yōu)的方案。將信號變送器接收流量計的輸出信號,利用二進(jìn)制流量標(biāo)定平臺對變送器的輸出信號進(jìn)行了標(biāo)定。流量計測試,不僅論證了流量計的可行性,而且發(fā)現(xiàn)工作性能較為出色,說明可以將本設(shè)