;                  
                   
        首   页│  公司简介  产品中心  质量体系  出售网络  联络咱们
 
  温度外表系列
  压力外表系列
  流量外表系列
  校验外表系列
  显现外表系列
  变送器外表系列
  电线电缆系列
 
  博狗体育的作业原理
  氧化锆氧传感器的原理及运用
  有害气体检测报警仪选用准则
  我国计量用仪器外表的开展和现状
  国内仪器外表职业将发作高科....
  西安交大研宣布超高温冲击压....
  选用半导体精密温度传感......
  智能温度传感器的开展趋势
  简述几种气体检测传感器.....
  运用传感器技能制作智能服装
  新式传感器监控鱼群数量
   
 
联络方式
 电话(市场部):0517-86851868  
        0517-86882048  
        0517-86881908
   (拓宽部):0517-86882683
 传真:0517-86851869
 邮编:211600
 网址:http://www.masionm88com.com
    http://www.sukeyb.com
 E-mail:china-suke@163.com
     sukeyb@163.com
 地址:江苏省金湖县工业园区环城西
 路269号
 您现在的方位 > 主页 > 职业新闻 > 依据PIV丈量的bodog官网呼应剖析
     

依据PIV丈量的bodog官网呼应剖析
发布时刻:2019-05-30

摘要:运用粒子成像测速技能取得了bodog官网叶片进口流场的速度散布信息,并依据该丈量成果,运用T-G模型理论得出流量计的呼应。经过与以往所选用的几种典型的进口速度散布核算得到的成果比较剖析标明,依据PIV丈量的成果更接近于bodog官网的实在呼应。还比较剖析了涡轮进口速度散布对bodog官网呼应的影响机理,相关成果可望为改善bodog官网呼应的核算剖析办法以及优化规划供给有价值的参阅。
1导言
  bodog官网作为一种速度式外表,因其具有许多长处被广泛运用到工业生产以及实践生活中。在bodog官网的实践运用中,一般需求结合流量计自身的呼应曲线来核算被测管流的实践流量。取得bodog官网呼应曲线的办法首要有2种,一是经过规范流量途径标定,二是经过理论模型核算取得其呼应。其间标定办法在实践生产中运用更广泛,不过特定的标定曲线往往仅适用于某些单一工况下的呼应,局限性较大。因此经过对bodog官网理论模型的探究和改善然后更精确地猜测流量计的呼应曲线具有重要意义。
  1970年,Thompson和Grey依据叶栅理论和不行紧缩势流提出了较为体系的核算bodog官网呼应的理论模型[1](以下简称TG模型)。该模型能够将速度进口信息以及bodog官网各部件的几许和运动参数均归入考虑,因此被尔后的研讨广泛选用。流量丈量设备的内流场对其呼应有着重要影响,现在部分研讨选用数值模仿手法对其进行核算然后剖析外表的呼应状况[2-6]。关于涡轮内流场的实践活动状况Xu[7]选用了激光多普勒(LDA)技能对口径100mm的bodog官网轮毂与管壁间的12个不同方位的速度进行了丈量并代入理论模型进行核算,理论核算成果与试验成果比较契合。
  以上研讨都标明,取得精确的bodog官网进口速度散布,结合TG模型可大大提高核算的精确性。因为实践涡轮上游状况比较杂乱,不同的导流叶片、轮毂前缘规划等要素都对进口速度散布有着重要的影响,因此实践的涡轮进口速度散布,并非均匀散布或充分开展的环空散布,难以经过简略的黏性流理论取得通用的速度散布核算办法。因此选用试验的手法,取得能够反映切合实践的涡轮进口速度散布具有重要的运用价值。纵观以往的研讨,关于进口速度散布的取得,多是选用理论核算或是数值模仿的办法,仅有Xu[7]选用了LDA技能调查了涡轮环空的速度散布。LDA技能尽管计量精确,但其多光束会聚和单点丈量的性质决议了它测点较少,难以一起取得全流场信息的缺点,因此其仅能用于口径较大的bodog官网流场丈量。跟着粒子图画测速(PIV)技能[12]的开展,其瞬时取得全场信息的才能也被运用到流量丈量的研讨中[13-15],也能够用于bodog官网叶轮轮毂与管壁的研讨中。依据以上考虑,本文运用粒子成像测速技能(PIV)来取得流场的流速信息,以便经过更精确和全面的进口速度散布然后对流量计的呼应取得知道上的深化。
2bodog官网理论模型
  在bodog官网处于安稳呼应的状态下,角加速度为零,此刻效果在叶轮上的各力矩(见图1)需满意力矩平衡方程:
Td-Th-Tt-Tw-Tb-Tm=0(1)
式中:Td为叶片驱动力矩;Th为轮毂周边黏性阻力矩;Tt为叶片顶隙黏性阻力矩;Tw为轮毂端面黏性阻力矩;Tb为轴承黏性阻力矩;Tm为轴与轴尖机械阻力矩

涡轮转速ω为所求的量。取得各不同力矩,经过求解力矩平衡方程可得对应工况的涡轮转速ω。
下面别离对各力矩核算办法进行介绍。
2.1叶片驱动力矩
  本文选用的理论模型叶片驱动力矩相似Xu[7]文章中的处理办法,模型假定在叶轮轮毂和管道内壁之间的环空空间内不存在沿半径方向的活动,因此能够将三维的涡轮叶片离散成有限个二维叶栅核算不同叶栅上叶片的受力。针对半径为r处的叶栅,可核算其所受的驱动力系数Cdr(见图1):
Cdr=Clcosβ-Cdsinβ(2)
式中:Cl和Cd为叶栅的升力系数和阻力系数,二者可经过不行紧缩势流的办法核算,与叶片翼型、叶轮转速、来流速度和半径方位等参数相关。
经过对轮毂半径Rh到叶顶半径Rt的驱动力矩进行积分能够取得效果在整个叶片上的驱动力矩Tdr(不含黏性影响):

式中:ρ为流体密度;N为叶片数量;C为叶片弦长;Ur(r)为叶栅处速度,与叶栅方位相关,在本文中经过PIV丈量成果插值取得。
  实践活动中受黏性影响,流体还会在叶栅外表发生黏性力,选用黏性流体力学中二维途径流平板黏性力的核算办法核算黏性阻力Fv

式中:t为叶栅栅距,ν为流体的运动黏性系数。
由叶栅黏性阻力Fv可求得叶片全体所受黏性阻力矩Tv:

然后能够取得叶片上所受的全体驱动力矩Td:
Td=Tdr-Tv(7)
2.2轮毂周面黏性阻力矩
  本文理论模型中轮毂周面黏性阻力矩由2部分构成:叶片部分轮毂和叶片上游轮毂。
依据Tsukamoto[16]的核算,叶片部分轮毂黏性阻力矩Thb的核算式为:

式中:Bt为叶片厚度。
2.4轮毂端面黏性阻力矩
依据Tsukamoto[16]的核算,轮毂端面黏性阻力矩Tw的核算式为:

2.5轴承黏性阻力矩和机械摩擦阻力矩
依据同轴圆筒黏性阻力矩核算办法可得轴承黏性阻力矩Tb

式中:Rb和Rbo别离为轴和轴承半径,lb为轴的等效长度。
  机械摩擦阻力矩根本不受转速影响可设置为定值,本文中涡轮机械摩擦阻力矩取为5×10-7N·m。
2.6理论模型归纳剖析
  当涡轮进入线性呼应区间后,起首要效果的是叶片驱动力矩和叶片顶隙阻力矩之间的平衡,其他各阻力矩相对较小。叶片顶隙阻力矩与涡轮轨速矩近似成正比联系,驱动力矩则首要受进口速度散布Ur(r)影响,取得精确的进口速度散布能够使理论模型的核算成果与实践更为契合,传统的理论模型中进口速度散布多选用均匀散布假定(即各不同半径进口速度持平)或充分开展的环空空间速度散布,本文则经过PIV技能丈量了试验运用涡轮的进口速度散布并代入理论模型进行核算。
3试验体系
  试验在我国科大水平循环水试验途径上进行,试验选用20mm口径的bodog官网,量程规模是1~80方/天,其间较好线性段规模是5~50方/天,流量计涡轮为等堆叠度涡轮(不同半径方位叶栅堆叠度相同),详细参数如表1所示,这种流量计在大庆油田的生产测井中广泛运用,其结构如图2(a)所示。来流经过一段导流叶片整流后进入涡轮的环空空间,驱动叶轮滚动,输出呼应信号。在bodog官网的线性呼应区间中,处于安稳滚动时涡轮叶片对流体的搅扰较少,相对来流攻角较小,对流体的轴向速度散布根本没有影响,仅会稍稍添加其周向转速。因此为了丈量bodog官网进口速度散布,特别制作了各参数与实践涡轮相同但并无叶片的通明外壳轮毂模型,如图2(b)所示,经过PIV手法,对管道中轴面上轮毂和管壁之间的区域的轴向速度散布进行剖面丈量。轮毂模型安装在待测bodog官网的上游,相距超越2m以确保二者之间无彼此搅扰。试验流速规模在5~25方/天,在管路下流选用时刻-质量法取得实在流速,经过光学观测取得bodog官网叶轮的实在滚动频率,一起选用PIV技能丈量轮毂模型中的速度散布。

bodog官网结构图
  本文试验中所运用的PIV体系为作者单位自行研发的PIV体系[17](见图3(a)),激光器宣布的激光顺次经过凸透镜聚集,经柱面镜发散成片光,再经过平面反射镜反射成竖直片光,进入试验调查区。示踪粒子跟从流体流过试验段,由高速拍照记载试验进程,经过相关核算处理得到速度散布成果。其间所用的激光器为可接连发射532mm激光(绿光),发射最大输出功率为2W的半导体激光器。试验选用的相机为每秒可拍照5000幅的高速拍照。示踪粒子选用的是空心玻璃微球,粒径为20~40μm,密度1.05g/cm3。图画的互相关处理程序由作者所在单位自行在MATLAB软件途径中编写成。
  本文进行图画收集的办法均为多帧单曝光,即相继2次曝光的粒子图画别离记载在相继的2幅相片上,因此采纳互相关算法进行图画处理。根本原理是用相继2帧粒子图画I1(x珋),I2(x珋)进行相关核算:

  Rc(sˉ)的抱负空间散布如图3(b)所示,仅有一个显着的级大峰值,其间珋s为判读小区内粒子的均匀位移矢量。本文算法选用16×16的矩形像素作为判读小区,对应的空间分辨率为0.35mm×0.35mm,时刻分辨率达0.2ms。整个图画在轮毂与管壁之间的速度剖面可取的32个流速点,然后能够较精确地得到其间的速度散布状况。

4试验成果与剖析
  经过对PIV试验中所拍照的相片(见图4(a))进行后处理,能够得到各个流量点下轮毂与管壁之间轴截面流场轴向速度散布信息如图4(b)所示。鉴于试验模型的轴对称性,从原理上说该轴截面的速度散布能够推行到周向环形区域。


  试验中流量计的涡轮轮毂半径为4mm,而管道内径为10mm,因此速度散布都在这6mm的区间内。经过图画处理能够取得32个不同方位的速度,在此基础上进行插值即可取得整个环空流场的轴向速度散布。图5(a)反映了试验所测得的几个不同工况点的轴向速度散布,从图中能够看出,流速在中心方位较高,因为边界层的影响,在接近轮毂和管壁邻近流速逐渐趋近于零。跟着流速的升高,全体速度散布向管壁方向偏移,速度最大值方位半径增大,轮毂外表边界层厚度添加,管壁外表边界层厚度削减。与Xu[7]选用LDA丈量的成果比较,本文成果在半径较大处速度较高,二者的不同成果也反映了不同规划的bodog官网进口速度散布存在差异。比较LDA而言,PIV能够愈加全面地取得轮毂与管壁之间的流速散布信息。


  将试验中PIV测得的速度散布与同流量下的彻底开展的环形通道速度散布[18]以及此流量下的均匀散布进行比照,如图5(b)所示,从中能够看出,用PIV测得的速度散布与彻底开展的环形通道速度散布有显着不同。其间前者的峰值比较接近管道内壁方向,而后者的峰值较接近轮毂方向。别的,彻底开展的环形通道速度散布比用PIV测得的速度散布愈加陡峭。因为不同方位的流体对涡轮叶片效果效果不同,实践流速中峰值在不同方位对涡轮发生的驱动效果或许会有很大差异,如图5(b)中所示的彻底开展速度散布和均匀速度散布都很陡峭,不能彻底反映实践活动中不同方位的流场信息,核算的成果中天然也就将这些差异对涡轮呼应或许发生的特别奉献有所表现。
  别离用3种速度散布作为涡轮进口速度散布求解流量计呼应,与实践测得的呼应进行比照,如图6(a)所示。从图中能够看出,选用彻底开展的环形速度散布和均匀速度散布核算的涡轮呼应值显着低于bodog官网的实在呼应。在涡轮正常呼应时,在叶片中上部(即接近管壁部分)的流体驱动涡轮滚动,而在叶片底部(即接近轮毂部分)的流体阻止涡轮滚动,因此流体散布越接近管壁,带来的驱动力矩越大,使得叶轮的转速越快。从图5(b)中来看,实在速度散布更靠进管壁,应为理论求解成果转速偏低的原因。
  别离核算各个呼应在不同流量点处与实在呼应的相对差错,成果如图6(b)所示。从图中能够显着看出,用PIV取得的速度散布核算的成果与实践呼应的相对差错最小,在3%以内;用均匀进口速度散布核算的成果差错最大;用彻底开展的环形通道速度散布当雷诺数超越2000时,因为核算模型假定由层流的速度散布直接改变为湍流的速度散布模型,未能合理地反映实践活动中逐渐改变的过渡阶段,导致理论成果与实践速度散布有较大差异,所以差错较大。经过这些比照不难看出,取得实在的速度散布能更为精确地核算bodog官网的实践呼应。面临杂乱的上游来流条件,PIV成果更能反映bodog官网内部活动的首要特征,这也从另一个旁边面标明,对bodog官网内部杂乱活动的精密丈量和深化知道也将是完善相关理论和进一步优化其功能的重要途径。

5定论
  本文经过PIV技能观测了bodog官网进口轴向速度散布并代入TG模型进行核算。成果标明,PIV技能能够作为bodog官网的进口速度的观测手法。PIV技能代入模型后核算所得的涡轮转速与实践较为契合,而选用均匀速度进口或是充分开展的环空空间速度散布均与实践存在少许差异,代入模型后所得差错较大,也反映了不同的进口速度散布对流量计呼应具有十分重要的影响。
  因为bodog官网进口速度散布遭到多种要素的影响,难以彻底依靠简略的理论核算,因此PIV技能能够有的放矢地用于bodog官网的内流场调查,取得实在的流速散布信息,然后改善理论模型的核算和剖析,在新一代bodog官网的研发和完善相关理论中发挥重要的效果。

本文博狗娱乐,江苏省苏科外表有限公司为您供给,转载请注明出处!!

下篇文章:油田作业废液处理站外表选型 上篇文章天然气计量差错及优化办法W88
 
江苏省苏科外表有限公司是一家专业供给博狗娱乐bodog官网博狗体育的企业,公司将以优质的服务优惠的价格,服务新老客户。
 版权所有:江苏省苏科外表有限公司       技能支持易品网络
温度外表事业部   压力外表事业部  流量外表事业部   校验外表事业部   显现外表事业部   变送器外表事业部    电线电缆事业部