Разработка вихревых расходомеров и водосчетчиков

• Автор: Филиппова, Ольга Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 191 с. : ил

Содержание
Введение
1 Анализ средств измерения расхода и количества жидкости
1.1 Анализ приборов для измерения расхода и количества жидкости
1.2 Особенности водопотребления в целлюлозно-бумажной промышленности
1.3 Требования к датчикам расхода воды для целлюлозно-
бумажной промышленности
1.4 Сравнительные характеристики расходомеров
1.5 Принципы работы вихревых расходометрических устройств
1.5.1 Вихревые расходомеры с прецессией вихря
1.5.2 Вихревые расходомеры с телом обтекания
1.5.3 Вихревые расходомеры с осциллирующими струями
1.6 Обзор конструкций промышленных вихревых расходомеров
1.7 Приемники-преобразователи вихревых колебаний
1.7.1 Виды промышленных приемников-преобразователей
1.7.2 Контактно-кондуктометрический приемник преобразователь вихревых колебаний
1.8 Выводы
2 Теоретические исследования вихревого расходомера с телом обте-
кания и контактно-кондуктометрическим приемником преобразователей вихревых колебаний
2.1 Анализ движения жидкости в канале обратной связи вихревого
расходомера
2.1.1 Определение закона изменения перепада давления на срезе
канала обратной связи тела обтекания
2.1.2 Движение жидкости в канале обратной связи
2.1.3 Опытное определение коэффициента сопротивления
обтекания подвижного электрода

2.1.4 Определение амплитуды скорости знакопеременного перетока жидкости в канале обратной связи
2.2 Анализ работы контактно-кондуктометрического приемника-
преобразователя вихревых колебаний
2.2.1 Электрические характеристики измеряемых сред
2.2.2 Режимы работы КК ППВК
2.2.3 Механические характеристики КК ППВК
2.2.3.1 Исследование влияния потока жидкости на величину прогиба гибкого электрода
2.2.3.2 Исследование колебаний гибкого электрода в вязкой жидкости
2.2.4 Электрические характеристики КК ППВК
2.2.4.1 Межэлектродная проводимость КК ППВК
2.3 Выводы
3 Исследование погрешностей погружных вихревых расходомеров с
телом обтекания
3.1 Виды погрешностей вихревых расходомеров
3.2 Погрешности измерений, вызванные геометрией трубопровода.
3.3 Погрешности измерения и вычисления площади сечения
3.4 Погрешности ориентации и точности изготовления тела обтекания
3.5 Влияние допусков на изготовление тела обтекания на погрешность измерения расхода
3.6 Погрешности, вызванные влиянием шероховатости стенок трубопровода и эпюрой скоростей потока
3.7 Температурные погрешности
3.8 Общая погрешность измерения вихревого расходомера
3.9 Выводы
4 Измерительные схемы вихревых расходомеров с КК ППВК
4.1. Входные сигналы и помехи расходомеров с КК ППВК

4.2 Методы снижения помех
4.3 Преобразователи сигналов
4.3.1 Входные преобразователи режима А
4.3.2 Входные преобразователи режима Б
4.4 Выводы
5, Экспериментальное исследование погружных вихревых расходомеров и счетчиков
5.1 Описание погружных водосчетчиков типа «Фотон»
5.2 Экспериментальная установка для исследования счетчиков и расходомеров
5.2.1 Описание малогабаритного проливочного стенда МПСП
для испытания водосчетчиков
5.2.2 Регулирование расхода воды в установке МПСГ1
5.3 Методика экспериментальных исследований вихревых водосчетчиков «Фотон»
5.4 Результаты экспериментальных исследований водосчетчиков «Фотон»
5.5 Выводы
Заключение
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д

ничного слоя, а затем под влиянием внешнего давления начинает двигаться назад. Эта точка отрыва пограничного слоя (точка А). Обратное движение жидкости образует постепенно нарастающий примерно до размеров тела вихрь, который отрывается от тела. То же происходит и в нижней точке тела обтекания. Но развитие вихря с одной стороны препятствует его образованию с другой стороны тела. Поэтому вихреобразование и отрыв вихря происходят поочередно с одной и другой сторон тела обтекания (дорожка Кармана). При этом за обтекаемым телом образуется вихревая дорожка шириной а, имеющая постоянное отношение периода следования вихрей Ь к ширине. Для обтекаемого цилиндра Ь/а = 0,281.
Тот же характер имеет обтекание тела турбулентным потоком. Отличие его лишь в том, что повышение скорости вызывает в некоторой точке Т турбулизацию потока, вследствие чего отрыв вихря происходит ранее, до точки Е. Регулярные вихревые дорожки образуются в области чисел Рейнольдса от 60 до 50000 для цилиндрических тел, до 100000 - с острыми гранями [50].
Частоту срыва вихрей принято выражать через критерий Струхаля /к следующим образом:
где V- средняя скорость потока в сечении трубопровода, где установлено тело обтекания; й - характерный размер тела обтекания.
Так, для пластинки, имеющей ширину / и толщину /^стоящей под углом а к потоку:
Необходимо отметить, что если тело обтекания, установленное в трубопроводе, имеет длину, равную диаметру трубопровода, то оно пересекает все слои потока жидкости, как пристеночные, так и центральные. При этом вихри образуются не в одной точке потока, и частота их возникновения не характеризует скорость движения жидкости в каком-то одном слое потока. Вихрь за телом возникает в некотором объеме жидкости, имеющем сечение^

(1.12)
сі = / хша + Ъ со$а.
(1.13)