新型中部通孔动节流流量计及其实验研究

论文摘要

我国能源利用率低,节能潜力巨大,流量计量在节能研究中发挥着重要作用,这为研究新的测量方法、开发新的测量仪表提供了动力,而目前我国的供热系统由于多种原因导致水处理环节薄弱,水质比较差,极易造成分户计量供热系统中所使用的户用型热量表内的流量计被堵塞。本文针对目前国内供热系统中流量计存在的问题,本文设计提出了一种新型流量测量装置,来满足分户计量供热系统中户用型热量表对流量检测的要求。新型流量计主要适用于户用供暖管道的小管径测量中,具备不易堵塞,结构简单且价格较低等特点。本文在分析对比几类节流原理制成的流量计特点的基础上,根据现有差压式流量计的系统组成提出了新型流量计的技术方案,新方案中节流元件采用中部通孔的动节流元件,此创新性构想还未见在以前的流量测量中使用过。根据提出的总体设计方案,阐述了仪器的工作过程和测量原理,根据伯努利方程对动节流元件所受推力与被测流量之间的关系进行了理论分析。在此基础上,对流量计核心部件,即动节流元件文丘里管进行了详细设计计算,同时详细说明了弹性密封环带,力转换机构,平衡室等部分的组成及功能原理,对个别重要构件进行了设计校核,完成了对流量计的三维建模和对文丘里管的速度场分析。通过对常见的流量校验方法的对比分析,根据静态容积法的原理设计出新型流量校验装置,说明了其工作过程,提出了二进制标准定量水箱的新构想,并对装置中上下位溢流水箱、水槽、试验管段等主要部件进行了原理功能分析及设计计算。在新型流量计样机加工完成后,利用新型校验装置对样机进行了实验,根据得到的实验数据,得出了流量值与系统的静压头损失、动压头、流量计输出的应变值的关系,并运用误差分析原理,分析了流量计的误差,确定了样机的静态特性。本次设计的新系统基本上满足了当初的设计初衷,通过实验论证了动节流元件流量计的可行性,并积累了一定的实验经验,但在实验操作和数据分析过程中也发现了一些问题,本文针对这些问题,提出了对流量计和校验装置的改进意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 流量计的发展和走向
• 1.3.1 流量计的发展
• 1.3.2 流量计的分类
• 1.3.3 流量测量仪表的发展方向
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第2章 新型流量计的方案设计
• 2.1 新型流量计的技术要求及测量方案
• 2.1.1 新型流量计的技术背景
• 2.1.2 新型流量计的技术方案
• 2.2 差压流量计的基本工作原理
• 2.3 新型流量计测量原理的理论分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 新型流量计的设计计算
• 3.1 新型流量计的结构设计
• 3.1.1 确定管道内径
• 3.1.2 动节流元件的结构形式选择
• 3.1.3 文丘里管结构设计计算
• 3.1.4 弹性密封环带部分的设计及校核
• 3.1.5 力转换机构的结构设计及计算
• 3.1.6 平衡室的结构设计
• 3.2 新型动节流元件流量计的三维建模
• 3.3 本章小结
• 第4章 新型流量计校验装置的设计计算
• 4.1 流量计的校验方法和发展
• 4.1.1 流量计的校验方法
• 4.1.2 流量计校验方法的发展
• 4.2 新型流量计校验系统的设计
• 4.2.1 校验系统的基本工作原理和组成
• 4.2.2 新型校验系统的设计方案
• 4.3 校验装置主要结构的设计计算
• 4.3.1 二进制标准定量水箱的设计
• 4.3.2 上位溢流水箱的设计
• 4.3.3 下位溢流水箱的设计要求
• 4.3.4 水槽的容积设计
• 4.3.5 试验管段的设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 新型流量计的实验研究
• 5.1 新型流量计实验准备工作
• 5.2 新型流量计实验方案
• 5.3 新型流量计实验数据与分析
• 5.3.1 流量值与静压头损失的分析
• 5.3.2 流量值与动压头的分析
• 5.3.3 流量值与应变值的分析
• 5.3.4 新型流量计的误差分析
• 5.3.5 实验样机的静态特性
• 5.4 新型流量计及校验装置的改进意见
• 5.4.1 动节流流量计的改进意见
• 5.4.2 流量校验装置改进意见
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢