热水流量标准装置的设计与应用研究

论文摘要

随着“热量须要计量”和“一户一表”的提出，热量表得到广泛的应用，同时热量表的检定装置越来越受到人们的重视。但是，目前热量表中流量传感器的检定还是在冷水条件下进行的，因为流量传感器直接与被测介质接触，其测量机构(机芯)受到热胀冷缩的影响，从而导致在不同的水温下它的测量误差也不同。针对静态质量法流量标准装置精度高、检定效率低的特点和标准表法流量标准装置结构简单、检定效率高的特点，本装置采用水塔稳压法，将质量法和标准表法结合在一起，并进行合理的不确定度分配，使各项指标符合相关规定的要求。标准表采用准确度较高的电磁流量计。本文研究的热水流量标准装置，选用容积式电加热器，加热总功率为120kW。加热盘管分为13根，其中两根加热功率为5kW，其余11根的加热功率均为10kW。开始时13根盘管都投入使用，待加热到设计工作温度时，只保留一根5kW的盘管工作来补给管路的热损失。这样的设计可以实现流量计的热水检定，同时使水的温度在室温和95℃之间进行调节。为减少热损失，本装置所有的管路和水箱都采取一定的保温措施，并采用闭式换向器来减少液体的飞溅和蒸发带来的误差。同时，采用计算机和PLC共同实现信息采集、转换和数据处理的自动化控制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 流量标准装置的发展现状
• 1.2 研究热水流量标准装置的意义
• 1.3 热水流量标准装置的研究背景
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 1.5 本课题的创新点
• 1.6 本文的组织结构
• 第2章 热水流量标准装置的方案确立
• 2.1 检定介质
• 2.1.1 介质条件
• 2.1.2 介质温度
• 2.1.3 热水条件的实现
• 2.2 标准器的选择
• 2.2.1 静态质量法的工作原理
• 2.2.2 质量修正
• 2.2.3 标准表法的工作原理
• 2.2.4 两种方法的比较
• 2.2.5 标准器的确定
• 2.3 热水循环管路及试验管路
• 2.3.1 稳压方式
• 2.3.2 取值方式
• 2.4 静态质量法热水流量标准装置的提出
• 2.5 本章小结
• 第3章 工艺设计及计算
• 3.1 概述
• 3.1.1 设计参数
• 3.1.2 不确定度分配
• 3.2 标准流量计的选择
• 3.2.1 电磁流量计测量原理
• 3.2.2 电磁流量计性能参数
• 3.3 管路设计
• 3.3.1 技术要求
• 3.3.2 管线布置
• 3.3.3 水力计算
• 3.4 水塔设计
• 3.4.1 水塔高度计算
• 3.4.2 水塔容积计算及设计
• 3.5 水泵选择
• 3.5.1 水泵出水量的确定
• 3.5.2 水泵扬程的确定
• 3.5.3 水泵型号的确定
• 3.6 称量装置选择
• 3.6.1 衡器的选择
• 3.6.2 容器容积的计算
• 3.7 低水箱设计
• 3.7.1 设计原则
• 3.7.2 容积构成
• 3.7.3 容积计算
• 3.8 加热器设计
• 3.8.1 功率计算
• 3.8.2 热损失计算
• 3.8.3 加热器的选择
• 3.8.4 注意事项
• 3.9 伸缩器的选择
• 3.10 换向器的选择
• 3.10.1 开式换向器
• 3.10.2 闭式换向器
• 3.11 计时器的选择
• 3.12 保温措施
• 3.13 数据采集及控制系统
• 3.13.1 技术要求
• 3.13.2 PLC的选用
• 3.13.3 质量法检定流程
• 3.13.4 控制及计算界面设计
• 3.14 本章小结
• 第4章 标准装置的检定方法及性能分析
• 4.1 概述
• 4.2 热水流量标准装置的检定
• 4.2.1 检定条件
• 4.2.2 外观检查
• 4.2.3 密封性试验
• 4.2.4 装置瞬时流量波动系数的检定
• 4.2.5 装置的不确定度检定
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢