【摘要】：流量計是重要的計量儀器,其廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等各個領(lǐng)域,和生產(chǎn)生活息息相關(guān)。流量測量一般分為兩類:穩(wěn)態(tài)流量測量和動態(tài)流量測量。動態(tài)流量的測量對于評價伺服閥、比例閥等控制元件的動態(tài)特性、流量反饋控制及液壓參數(shù)測試研究都有著非常重要的作用,所以更精確、更快速的動態(tài)流量測量已成為現(xiàn)代精確控制研究的前提。雖然近些年提出了一些新的測量原理與方法,但目前市場上還沒有出現(xiàn)一款既經(jīng)濟又實用的動態(tài)流量計,因此動態(tài)流量的測量一直都是國內(nèi)外學者們研究的重點與難點。本文采用三點壓力測量的這種新型測量方式,設(shè)計了用于動態(tài)測量的雙壓差動態(tài)流量計。在N-S方程和伯努利方程的基礎(chǔ)上建立了三點壓差動態(tài)流量數(shù)學模型,其最大的優(yōu)點在于利用兩個壓差相減的方式將模型公式中的粘性項與慣性項相互抵消,消除了粘性與慣性對流量計算的干擾,使得流量公式變得簡單精確。同時,雙壓差動態(tài)流量計采用變徑的方式來獲取壓差,測量管中沒有慣性元件,這樣的設(shè)計使得測量動態(tài)流量變得更加的精確。流量計本身結(jié)構(gòu)的對稱性,還能對流量進行雙向測量。在FLUENT軟件中對模型進行流場仿真,在流量計模型入口給定流量信號,通過在流量計左、中、右三個取壓點上測得壓力值,然后根據(jù)建立的數(shù)學模型計算流量值,并與流量計入口給定流量作對比來驗證雙壓差動態(tài)流量計數(shù)學模型的正確性。在液壓實驗室搭建了與超聲波流量計對比的實驗平臺,通過LabVIEW程序控制數(shù)據(jù)采集卡采集兩個位置的壓差數(shù)據(jù),從而計算得到流量。利用MATLAB軟件求解出對數(shù)學模型進行慣性修正的權(quán)值表,然后對不同流量信號進行實際測量,并與超聲波流量計的測試結(jié)果作對比,驗證使用權(quán)值表來修正模型的準確性。運用指數(shù)平滑法和支持向量回歸機模型對修正后的流量誤差進行分析與預測,然后將對未來一段時間的預測誤差數(shù)據(jù)引入到測量流量的計算程序中,最終實現(xiàn)對動態(tài)流量的實時、準確測量。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH814
【圖文】：

劃分網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置求解器并輸出相應(yīng)格式保存圖 2-3 ICEM CFD 軟件操作步驟.2.3 雙壓差流量計仿真建模本文因為雙壓差流量計結(jié)構(gòu)模型簡單，其模型參數(shù)來源于下一章雙壓差流量計的實物參數(shù)，直接在 ICEM 軟件中通過點線面的輸入建立雙壓差動態(tài)流量計對稱二維模型，其較三維模型擁有更快的計算速度。在網(wǎng)格劃分方面，對測量用四邊形劃分，大比率四邊形網(wǎng)格使網(wǎng)格數(shù)量大幅度減少，以提高運算效率和精度。為了更容易觀察壁面的流動狀態(tài)，將網(wǎng)格的密集程度設(shè)置為兩邊密，中的形式，最后利用 FLUENT 讀取網(wǎng)格文件并進行軸對稱反射設(shè)置，為可以清楚示管內(nèi)網(wǎng)格劃分，下圖 2-4 為截取測量管左側(cè)的局部圖形：

圖 2-7 10Hz 仿真流量與理論0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3流動時間（s）024681012流量（L/min）仿真測量流量理論流量

圖 2-9 50Hz 仿真流量與理論流量對比圖30Hz 和 50Hz 的正弦仿真流量與理論流量對比圖可以看論流量趨勢相同，在較寬的頻率下仿真流量與理論流量量會有一個輕微的滯后。的層流穩(wěn)態(tài)仿真將瞬態(tài)時間歷程改為穩(wěn)態(tài)時間歷程，流量入口為恒定的 1，迭代次數(shù)為 150。下圖為仿真流量與理論流量的對比圖

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本文編號：2786478