基于涡轮流量计的低压损宽量程小流量测量研究及应用

发布时间：2017-11-08 17:08

  本文关键词：基于涡轮流量计的低压损宽量程小流量测量研究及应用

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【摘要】：汽车电子燃油泵是汽车供油系统的关键零件之一。为了满足汽车电子燃油喷射系统对燃油喷射量的精确控制,单位时间的泵油量及其稳定性是汽车电子燃油泵重要的技术指标之一。在汽车电子燃油泵的开发设计和生产过程中,需要对其流量指标在不同供油压力下进行准确测量。一般微型车汽车电子燃油泵的流量范围为10~300L/h,工作压力为300~400Kpa,属于小流量范围,测量过程中要求压力损失小,而目前流量测量技术在汽车电子燃油泵的测量中存在小流量线性度差或压力损失大的问题。因此,研究一种低压损小流量测量技术是满足汽车电子燃油泵产品开发和生产的重要保障,具有重要的实用价值。论文在对比分析目前各种流量测量方法的基础上,指出涡轮式流量测量方法具有结构简单、成本相对较低的优点,在小口径、小流量测量应用中更具有优势。因此,本文选择涡轮式流量测量方案作为研究对象,研究满足汽车电子燃油泵流量测量应用要求的流量测量方法。论文利用流体力学原理建立了切向式涡轮流量计的数学模型及流体动力学模型,并进行了CFD(Computational Fluid Dynamic)仿真分析。在仿真过程中,针对低流速仿真计算中误差大的问题,采用分段仿真模型分析法,以2300的雷诺数值作为湍流与层流的分界点,分别选择不同的湍流方程对不同流量的切向式流量计模型进行CFD计算,提高了仿真的真实性;针对现有的力矩平衡法在切向式流量计模型仿真计算中判断耗时长、准确度不高的问题,提出对平衡位置进行力矩监测的方法,获得涡轮叶片的转速与输入流速的关系,达到了降低仿真周期、提高准确度的目的。仿真结果表明,切向式涡轮模型比轴向式涡轮模型具有更好的精度和测量线性度。因此,论文采用了以环形流动结构的切向式涡轮模型代替传统轴向式涡轮模型的小流量测量的方案,并进行了切向式涡轮流量传感器的设计;针对涡轮叶片长度及输入喷头口径等重要参数,提出了优化设计方法;针对某款微型汽车的电子燃油泵,利用本文提出的优化设计方法设计并确定了一款切向式涡轮流量传感器的具体参数。最后,利用汽车电子燃油泵测试平台对本文提出的小流量测量方案进行了实验验证。实验结果表明,本文提出的方案基本满足汽车电子燃油泵小流量低压损测试的要求。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.136

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本文编号：1158036