双锥流量计的设计与实验研究

发布时间：2017-10-01 02:17

  本文关键词：双锥流量计的设计与实验研究

  更多相关文章： 双锥流量计 压力损失 MSP430 FLUENT 优化

【摘要】：双锥流量计是一种新型的差压式流量计。由于其独特的节流件结构,使得双锥流量计与其他传统差压式流量计相比有许多出众的优点,例如:抗扰动能力强、直管段要求短、压损小等。但目前双锥流量计还没有一体化成熟的流量测量仪表,还未被广泛应用到流量测量领域,故本文首先利用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对双锥节流件结构的优化进行了仿真探究,加工最优节流件结构的双锥流量计,并对其开展了实流实验研究,并以MSP430单片机为核心,设计了可直接用于管道流量测量的双锥流量计,进行了实流校准,确定了精度。本文具体工作如下:1)利用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对管径50mm,等效直径比为0.586的双锥流量计节流件结构的优化进行了三维仿真探究,通过改变前后锥角的角度来比较不同前后锥角角度组合之间的流场、压损、流出系数线性度,找出最优组合。2)根据仿真结果设计加工多个不同等效直径比的双锥流量计,并通过实流实验的方式研究四个管径50mm,等效直径比β分别为0.424、0.586、0.697、0.78的双锥流量计的永久性压力损失情况,并将其结果与相同被测介质、直径比和口径条件下的标准孔板、标准喷嘴流量计以及V锥流量计进行了比较分析。3)利用扩散硅式差压传感器,以MSP430F4794单片机为核心,对双锥流量计进行了硬件设计和软件设计,实现了实时流速、累计流量、温度检测、通信、人机交互等功能。4)对所设计的等效直径比为0.586的双锥流量计进行了实流校准,确定了精度,并进行了不确定度评定。
【关键词】：双锥流量计 压力损失 MSP430 FLUENT 优化
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH814
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-24
• 1.1 引言15-16
• 1.2 差压式流量计概述16-21
• 1.2.1 差压式流量计的测量原理16-18
• 1.2.2 差压式流量计的特点18-19
• 1.2.3 差压式流量计的发展及研究现状19-21
• 1.3 本课题的研究目的和内容21-22
• 1.4 本文的创新点及研究意义22-23
• 1.5 本章小结23-24
• 2 双锥流量计理论基础24-28
• 2.1 双锥流量计的结构24-26
• 2.2 双锥流量计测量原理26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 3 双锥节流件结构优化探索28-39
• 3.1 CFD仿真软件FLUENT简介28-29
• 3.2 双锥流量计三维模型的构建29-30
• 3.3 模拟仿真30-33
• 3.4 仿真结果分析33-38
• 3.4.1 压力场仿真分析34-35
• 3.4.2 速度场仿真分析35-37
• 3.4.3 流出系数线性相关度分析37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 双锥流量计压力损失实验研究39-46
• 4.1 实验概述39
• 4.2 实验方案设计39-41
• 4.3 实验数据处理与分析41-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 系统硬件设计46-59
• 5.1 双锥流量计硬件设计总体结构46
• 5.2 主控芯片的选择46-48
• 5.3 系统电源模块48-49
• 5.4 信号采集与处理电路49-53
• 5.4.1 流量信号采集与处理电路49-51
• 5.4.2 温度信号采集与处理电路51-53
• 5.5 实时时钟53-54
• 5.6 存储模块54
• 5.7 通信模块54-55
• 5.8 人机交互电路55-57
• 5.8.1 按键电路56
• 5.8.2 LCD显示电路56-57
• 5.9 本章小结57-59
• 6 系统软件设计59-66
• 6.1 软件开发环境59-60
• 6.2 JTAG软件调试60
• 6.3 系统软件总体设计60-62
• 6.4 定时器中断程序62-63
• 6.5 按键中断程序63-64
• 6.6 测量程序64-65
• 6.7 本章小结65-66
• 7 实验研究及数据分析66-78
• 7.1 实验平台简介66-68
• 7.2 实验研究与数据分析68-72
• 7.2.1 双锥流量计仪表系数的标定与检测68-69
• 7.2.2 累计流量检测及数据分析69-72
• 7.3 不确定度分析72-77
• 7.3.1 不确定度的评定方法73
• 7.3.2 双锥流量计不确定度评定73-77
• 7.4 本章小结77-78
• 8 全文总结及展望78-80
• 8.1 全文总结78-79
• 8.2 展望79-80
• 参考文献80-83
• 作者简历83

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 纪竹盛;双锥密封实践与体会[J];核动力工程;1982年02期

2 种大鸣;张立权;;高压容器镶丝双锥密封的试验研究[J];压力容器;1986年05期

3 顾国平;姜诚慷;;一种新型双锥面定心式心棒[J];计量技术;1990年01期

4 刘兴富;;双锥零件特性尺寸的测量[J];机械工业标准化与质量;2006年08期

5 合肥通用机械研究所高压密封课题组;;双锥密封的初步试验与研究(二)——气态密封试验[J];化工与通用机械;1976年01期

6 ;双锥密封工作性能讨论[J];化工与通用机械;1976年09期

7 方伟,金锡峰;一种双锥腔补偿型绝对辐射计的研制[J];太阳能学报;1992年04期

8 吕理荣;胥文华;胡天然;刘志杰;;双锥密封摩擦角的测试与分析[J];化工与通用机械;1980年06期

9 王玉鹏;方伟;弓成虎;禹秉熙;;双锥腔互补偿型绝对辐射计[J];光学精密工程;2007年11期

10 龚国光;许斌;;双锥混合干燥机在发酵虫草菌粉提取中的使用及节能效应[J];江西能源;2006年04期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 陈阳;张海雁;;双锥防热套的研制[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

2 Joerg Laeguer;陈飞跃;;咖啡的界面剪切流变性：选用双锥还是吊环夹具[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

3 蔡仁良;郑建荣;岑红;周慧君;;高压分离器双锥环密封失效的数值模拟[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年

4 陈阳;张海雁;;双锥防热套的研制[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年

5 陈阳;张海雁;;双锥防热套的研制[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年

6 贾江坪;;双锥回转真空干燥机在微丸干燥领域的应用[A];第二届“兴业杯”中国制药装备论文集[C];2006年

7 姚肖男;王炳武;高松;;基于Fe(Ⅱ)和Co(Ⅱ)三角双锥配合物的单离子磁体研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会：无机化学[C];2014年

8 粱杰;李中华;董武高;;双锥外形在近连续流的蒙特卡罗数值模拟[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年

9 赵庆国;何伟;;水资源回收用小型固液旋流器的性能[A];2008年全国金属矿山难选矿及低品位矿选矿新技术学术研讨与技术成果交流暨设备展示会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 山东 金明杰 季成泉 郎筠;双锥中波小天线开发进程[N];电子报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 方伟;双锥腔互补偿型绝对辐射计（DCICAR）[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2005年

2 崔瑞;双锥旋流器内流场与颗粒运动模拟及其工业应用研究[D];武汉科技大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 全黄河;大型高压容器双锥密封系统数值模拟研究[D];昆明理工大学;2010年

2 高永建;大型高压容器双锥密封结构设计方法研究[D];浙江大学;2008年

3 刘磊;双锥密封大型氨合成塔的应力分析与强度评定[D];华东理工大学;2012年

4 冈敦殿;超声速平板突起物及双锥绕流实验研究[D];国防科学技术大学;2013年

5 张凌峰;双锥流量计的设计与实验研究[D];中国计量学院;2015年

6 梁旭坤;FG500T双锥粉料罐力学特性有限元分析及结构改造研究[D];中南大学;2006年

7 李艳芹;三角双锥五配位碳分子的结构与性质的理论研究[D];山西大学;2014年

，

本文编号：951756