BURKERT流量計工作原理與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究方案
1.1 工作原理
BURKERT流量計主要由起旋器、文丘里管、消旋器和檢測傳感器組成,其結(jié)構(gòu)原理如圖1.
BURKERT流量計是基于旋渦進動現(xiàn)象工作的[12].流體流入旋進旋渦流量計后,首先通過一組由固定螺旋形葉片組成的起旋器后被強制旋轉(zhuǎn),使流體形成旋渦流.旋渦中心為“渦核”是流體旋轉(zhuǎn)運動速度很高的區(qū)域,其外圍是環(huán)流.流體流經(jīng)收縮段時旋渦加速,沿流動方向渦核直徑逐漸縮小,而強度逐漸加強.此時渦核與流量計的軸線相一致.當進入擴大段后,旋渦急劇減速,壓力上升,中心區(qū)域的壓力比周圍的壓力低,于是產(chǎn)生了局部回流.在回流作用下,渦核偏離中心軸像剛體一樣在擴張段壁面做螺旋進動,并且是圍繞中心軸進行的.進動頻率與流體的流速成正比.因此,測得旋進旋渦的頻率即能反映流速和體積流量的大小.
1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
BURKERT流量計
壓損大、小流量信號弱等問題,提出了結(jié)構(gòu)改進和參數(shù)優(yōu)化研究方案.改進對象為一個DN50氣體旋進旋渦流量計,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和寸見圖2.流量計長度為232 mm,入口管徑50 mm,收縮段長度94.2 mm,發(fā)展段管徑為36 mm、長度為35.8 mm,擴張段長為12 mm,擴張角度為60°.具體改進和參數(shù)優(yōu)化研究如下:
1)起旋器入口加裝導流葉片段.原有起旋器葉片在入口段沒有導流部分(圖1),葉片與來流之間夾角為60°,來流不是切向進入,會造成嚴重的流動分離.流動分離使得流動擾動和流動阻力增大.因此,改進方案中考慮把原來起旋器葉片延長并作彎曲使得入口與來流夾角為0°,即流動切向進入,以期改善流動狀態(tài).
2)起旋器葉片數(shù)量增加.起旋器原來的葉片數(shù)量是6片,考慮增加1片(圖3b),同時為了保證流動面積不減小,將葉片厚度由2.5 mm變?yōu)?.5 mm(當前加工能力能夠做到).螺旋角度保持不變,仍為30°.

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