非满管污水在线计量系统关键技术研究
发布时间：2020-06-19 15:30
【摘要】：非满管是指流体未充满管道截面的一种工况。由于非满管工况下流体的液位高度是瞬时变化的,因此很难准确测量管内流体的液位高度值。电磁流量计因具有耐腐蚀、测量精度较高且受管内流场分布较小等优势,故一般采用电磁法对非满管污水流量进行测量。但因其测量电极必须浸入流体才能获得测量信号,因此难以采集流体液位高度低于0.1D(管径的10%)时的测量信号。且流量计内设有多对电极,一旦某一电极出现问题,就需要更换整个流量计,增加了成本。为解决流体液位高度低于0.1D时流量测量难的问题,本文提出了一种新型的非满管流量计量方法:基于连通管原理利用高精度压力传感器测得流体液位高度值,通过液位-流量函数模型处理后得到流经被测管道的精确流量值。进行实验前在被测管道合适位置处外接一U型连通管,基于计算机流体动力学(CFD)仿真技术对管道内气液两相流流动状态进行仿真,得到U型连通管需选用的直径大小及最佳安装位置。选择100mm作为被测管径,根据仿真结果得出:U型连通管管径应选为0.02m,且连通管安装位置应选择在管道距离入水口 1m～2.5m位置处。由仿真结果搭建实验平台,基于水力学法初步建立液位-流量模型,通过实验校正该模型。将系统输出的流量结果与电磁流量计计量结果进行比对。结果表明,在保证管道顺畅的条件下,当流体的液位高度不高于管径的10%时,测量误差2%,重复性误差为1.45%,验证了测量方法的可靠性。本文提出的测量方法突破了传统非满管流量计难以计量液面高度在0.1D以下的流体流量的局限性,规避了内置液位计造成的损失大精度低磨损严重的问题。液位测量装置外置于U型管中,便于安装与维护。大大降低了成本,对非满管污水流量计量的研究具有一定意义。
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH814
【图文】：
图１－３液位测量装置原理图逡逑但在市面上目前还没有成熟的非满管电磁流量计出现。其中上海大学通过逡逑对非满管电磁流量计进行研发，提出了一种新的液位测量方法，如下图１－３所逡逑示。其测量原理为：在管道内壁安装一对长弧形电极来获取流体的流速信号及逡逑液位信号。在其底部位置安装一对激励电极。依据法拉第电磁感应定律，对氏逡逑弧形电极分别施加励磁激励与电压激励，得到对应的流速信号与液位信号。当逡逑是施加励磁激励时获得流速信号，关闭励磁激励，施加恒定的交流电压信号，逡逑依据管道中流体电阻勹流体充满度的关系，由获得的屯ｍ信号得出对应的液位逡逑值，通过计算得出最终的流量测量值。逡逑（２）非满管超声波流量计逡逑同理，非满管超声波流量计也是利川流速倍号乘以管内流体横截面积的方逡逑法来得到流量。现己Q嚥煌嘈偷姆锹艹髁考疲味恰ｅ义
本文编号：2720987
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH814
【图文】：
图１－３液位测量装置原理图逡逑但在市面上目前还没有成熟的非满管电磁流量计出现。其中上海大学通过逡逑对非满管电磁流量计进行研发，提出了一种新的液位测量方法，如下图１－３所逡逑示。其测量原理为：在管道内壁安装一对长弧形电极来获取流体的流速信号及逡逑液位信号。在其底部位置安装一对激励电极。依据法拉第电磁感应定律，对氏逡逑弧形电极分别施加励磁激励与电压激励，得到对应的流速信号与液位信号。当逡逑是施加励磁激励时获得流速信号，关闭励磁激励，施加恒定的交流电压信号，逡逑依据管道中流体电阻勹流体充满度的关系，由获得的屯ｍ信号得出对应的液位逡逑值，通过计算得出最终的流量测量值。逡逑（２）非满管超声波流量计逡逑同理，非满管超声波流量计也是利川流速倍号乘以管内流体横截面积的方逡逑法来得到流量。现己Q嚥煌嘈偷姆锹艹髁考疲味恰ｅ义
本文编号：2720987
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