V錐流量計的結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、分類號：分類號：TH122單位代碼：單位代碼：10190研究生學(xué)號：研究生學(xué)號：201301005密級：無密級：無碩士學(xué)位論文V錐流量計的結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計StructuralreliabilityoptimizationdesignofVconeflowmeter研究生姓名：都吉龍研究生姓名：都吉龍專業(yè)：機械工程專業(yè)：機械工程指導(dǎo)教師姓名：馬風(fēng)雷指導(dǎo)教師姓名：馬風(fēng)雷指導(dǎo)教師職稱：教授指導(dǎo)教師職稱：教授2016年4月碩士學(xué)位論文I摘要摘

2、要隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，關(guān)于流量測量方面的方法已經(jīng)被各領(lǐng)域所采納。以孔板、噴嘴、文丘里管為代表的差壓式流量計已在流量檢測方面得到了成功應(yīng)用，然而孔板等差壓式流量計由于自身結(jié)構(gòu)上的不足——即采用中心收縮方式來獲得差壓的方法，帶有一些缺點，如：量程比小、易磨損、壓損大等。針對上述不足，人們對測量裝置的優(yōu)化改進(jìn)工作一直在進(jìn)行。近些年來，V錐流量計的出現(xiàn)使人們對差壓式流量計有了更新的認(rèn)識。它從根本上摒棄了流體向管道中心收縮的節(jié)流方式，而是利用同軸

3、安裝在管道中的圓錐將流體收縮到管道內(nèi)管壁，通過測量此錐體前后差壓達(dá)到測量的目的。V錐流量計是國際上普遍看好的新一代差壓式流量計。據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)1、2、3、4介紹，它與傳統(tǒng)的差壓流量計相比具有突出的優(yōu)點，即V錐流量計有較強的自整流功能，因此對于流量計的前直管段要求較短，可以實現(xiàn)在較小的空間內(nèi)進(jìn)行安裝；具有抗污能力強，具有持久耐用的特點；V錐流量計的壓力損失小可以降低能耗；V錐結(jié)構(gòu)并無可動部件，使得V錐具有很好的重復(fù)性；V錐流量計的量程比寬，

4、即它的線性度好，從而使其精度較高。V錐流量計具有以上優(yōu)點的同時也存在著缺陷，由于V錐流量計內(nèi)錐型節(jié)流裝置通過懸臂安裝的方式固定在管道中心，工作時將承受很大的載荷以及流體的沖擊，若制造或安裝出現(xiàn)誤差使V錐承受很大的非對稱載荷，支撐部分承受很大的應(yīng)力和應(yīng)變，輕則會導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差，降低流量計的精度，重則會使V錐脫落降低流量計的使用可靠性。本文對V錐流量計的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，使得優(yōu)化設(shè)計后的結(jié)構(gòu)具備了更高的可靠性且整體的

5、結(jié)構(gòu)更優(yōu)的特點。進(jìn)行V錐流量計可靠性優(yōu)化設(shè)計前，需要對流量計的節(jié)流裝置進(jìn)行流體力學(xué)的模擬仿真，得到流體作用在錐形結(jié)構(gòu)上的壓力情況，接著進(jìn)行結(jié)構(gòu)的有限元分析，最后進(jìn)行的是可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計。論文最后對優(yōu)化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行流體的標(biāo)定分析，通過標(biāo)定后的流量計發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)與優(yōu)化前的流出系數(shù)相差|0.0005|，因此可以得出，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)并沒有影響到流量計的使用特性，同時，本文也同時實驗?zāi)M的方法得出了，節(jié)流裝置尾部出現(xiàn)上下擺動時對測量穩(wěn)定性的