Структура течения и процесс вихреобразования вблизи обтекаемого тела вихревого расходомера

• Автор: Кратиров, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВЕДЕНИЕ
.СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ОТРЫВНОГО ТЕЧЕНИЯ И ПРОЦЕССЕ ВИХРЕОБРАЗОВАНИЯ ВБЛИЗИ ПОПЕРЕЧНО ОБТЕКАЕМЫХ ТЕЛ
1.1. Поперечное обтекание тел простейшей формы дозвуковым потоком
1.2. Влияние возмущающих факторов на структуру течения вблизи поперечно обтекаемого тела
;. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Экспериментальное оборудование
2.2. Измеряемые параметры и методика измерений
СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЯ И ПРОЦЕСС ВИХРЕОБРАЗОВАНИЯ ВБЛИЗИ ПОПЕРЕЧНО ОБТЕКАЕМОГО ТЕЛА
3.1. Характеристики набегающего потока
3.2. Структура течения вблизи поперечного кругового
цилиндра в круглой трубе
3.3. Процесс вихреобразования при поперечном обтекании пластины
3.3.1. Обтекание пластины постоянного поперечного сечения в круглой трубе
3.3.2. Обтекание пластины переменного поперечного сечения
3.4. Частота вихреобразования при поперечном обтекании цилиндра в круглой трубе
3.5. Влияние периодических пульсаций скорости набегающего потока на процесс вихреобразования
4. ВИХРЕВОЙ РАСХОДОМЕР С РАСШИРЕННЫМ ДИАПАЗОНОМ ИЗМЕРЕНИЯ
4.1. Формирование структуры измеряемого потока
4.2. Генерация реіулярньїх вихрей
4.3. Передача энергии регулярных вихревых образований к чувствительному элементу
4.4. Первичное преобразование

4.5. Обработка первичного сигнала
4.5.1. Измерение квазистационарных расходов
4.5.2. Измерение нестационарных и пульсирующих расходов
4.5.3. Учет влияния вязкости измеряемой среды
4.6. Применение вихревого расходомера воздуха для измерения расхода воздуха во всасывающей магистрали двигателя внутреннего сгорания
4.6.1. Характеристики потока в воздуховоде автомобильного

4.6.2. Результаты сравнительных испытаний вихревого и термоанемометрического расходомеров
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Введение
Задача измерения расхода жидких и газообразных веществ занимает важное место в системе производственных отношений. Требования, предъявляемые к средствам измерения расхода, возрастают с внедрением в промышленность энергосберегающих технологий. Среди таких, зачастую противоречивых требований - надежность и низкая стоимость, широкий динамический диапазон измерения и высокая точность, частотный выходной сигнал и отсутствие подвижных частей [47]. Перспективными, с точки зрения удовлетворения этим требованиям, являются вихревые расходомеры с обтекаемым телом.
Принцип действия вихревого расходомера с обтекаемым телом (далее - вихревой расходомер) основан на зависимости от скорости потока частоты срывающихся с тела регулярных крупномасштабных вихрей [20]. При создании измерительной системы вихревого расходомера основными проблемами являются обеспечение строгой упорядоченности срыва вихрей и надежная регистрация частоты срыва в широком диапазоне расходов в условиях воздействия различных факторов. Особенно остро встают эти проблемы при измерении малых расходов жидкости и газа, когда вихреобразование становится слабоупорядоченным или исчезает вовсе, а энергия вихрей настолько мала, что частоту срыва вихрей практически невозможно зарегистрировать [46]. Эффективность решения этих проблем напрямую зависит от того, насколько глубоко понятен механизм вихреобразования. В настоящее время накоплен достаточно обширный материал о процессе упорядоченного вихреобразования за плохообтекаемыми телами [9]. Однако многие вопросы остаются еще открытыми, особенно те, которые связаны с влиянием на процесс вихреобразования различных факторов, таких как ограниченность течения (обтекаемое тело вихревого расходомера находится в канале), неравномерность профиля скорости и турбулентности набегающего потока, вынужденные колебания расхода. В связи с этим, тема настоящего исследования, связанная с изучением процесса срыва вихрей с обтекаемого тела вихревого расходомера, представляется весьма актуальной.

Рис. 7. Профиль скорости в трубе без вставки, турбулизирующая решетка в положении I:-U=(y/R)i/7; —О— U-3 м/с; —X— U=8 м/с;
—А—U=17 м/с