基于调节阀的流量测量方法研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION基于调节阀的流量测量方法研究StudyonFlowMeasurementMethodwithControlValve作者陶晓磊导师赵晓东副教授学科测试计量技术及仪器中国计量学院二〇一四年九月万方数据StudyonFlowMeasurementMethodwithControlValveByXiaoleiTaoADissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterof

2、EngineeringChinaJiliangUniversitySeptember,2014万方数据中图分类号TH814学校代码10356 UDC681.2密级公开硕士学位论文MASTERDISSERTATION基于调节阀的流量测量方法研究StudyonFlowMeasurementMethodwithControlValve作者陶晓磊导师赵晓东副教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业测试计量技术及仪器研究方向流量测量二〇一四年九月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢

3、之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师

4、签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据致谢时光荏苒，三年的研究生生涯已将近尾声。在攻读硕士学位的这几年里，赵老师以渊博的知识、踏实的专研精神、求实的工作作风言传身教，为我提供了良好的学习环境。赵老师敏捷严谨的思维、平易近人的性格、慷慨真诚的为人，永远值得我学习。我将终生难忘赵老师对我的亲切关怀和悉心指导，再一次向您表示衷心的感谢！特别感谢潘江老师，是您无私提供了大量的实验设备和建设性的建议。没有您的无私帮助，就不可能有这篇即将完成的论文！感谢唐廷浩、张俊亮两位室友的朝夕相处，生活上情同手足，给予了我亲人般的关怀。感谢黄其、池俊杰同学，是你们在学习上团结

5、协作，给与了我帮助。感谢郑传波、王文龙同学，是你们与我一起在篮球场上挥汗如雨。感谢易姣同学，是你时常赠与可口美食。感谢颜吉亮同学，没有你的帮助，实验便不可能这么快速顺利的完成。感谢所有与我一起度过这美好的三年的同学们！感谢我的家人在二十年的漫长求学生涯中给我无微不至的关爱。是你们默默的支持和鼓励，让我能走到今天！感谢母校对我的培养和关怀，感谢11级计测1班的各位研究生同学，感谢一切在我成长道路上给予我帮助的人们！陶晓磊2014年9月万方数据基于调节阀的流量测量方法研究摘要：提出了一种基于调节阀的流量测量方法，利用管路系统中现有的调节阀，不添加其它阻力原件来测量

6、流量。该方法以调节阀的流量特性曲线为基础，通过测量调节阀前后的差压，计算获得流经调节阀的流体流量，分别采用仿真和实验方法，研究了所提出的流量测量方法的可行性和测量效果。采用CFD仿真技术验证了测量方法的可行性。对于调节阀前后压力采样点的选定，确定了阀前相对较靠近阀体，阀后相对较远离阀体的原则。对于稳态流量测量，仿真结果测量误差控制在约3%以下，仿真结果同样表明误差大小与工况变化无相关性。对于非稳态流量测量，通过定性的仿真研究发现调节阀快速启闭过程中，开始阶段的流量变化滞后于开度变化，随后流量变化速率显著加快。完成基于调节阀的水流量测量实验系统设计，包括硬件设计

7、和软件设计两部分。硬件系统设计包括管道布置与连接、取压孔设置、压力变送器选型、调节阀执行机构信号通讯、电磁流量计和累积流量罐数据采集等，实现了一个完整的闭合回路流量测量管路系统。软件系统利用多线程技术采用Python语言实现了界面设计以及设备通信，该软件可实现数据采集和控制信号发送的并发运行、数据自动采集和存储等功能。分别在稳态和非稳态调节阀阀芯开度下进行了水流量测量实验研究。实际压力采样点的选定证明其位置选择与仿真结果相一致，即采用前近后远采样点时实验效果最好。此时，稳态流量测量的精度较高，总体误差在4.5%以下。稳态实验表明，较大的阀前后差压以及较小的阀门

8、开度时获得的流量测量精度最佳。采用正弦