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渦輪流量計的優(yōu)化設計 |
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| 發(fā)布時間：2023-02-22 13:48:43 點擊次數(shù)： |
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采用Box-Behnken中心組合設計方法，以葉輪葉片頂端半徑、葉輪輪轂半徑、葉輪輪轂長度、葉片導程這四個因素為自變量,渦輪流量計線性度誤差為響應值,設計四因素三水平29個試驗點的響應面優(yōu)化試驗。因素水平見表3。
使用DesignExpert軟件在表3中變量的高低水平范圍內(nèi)尋優(yōu),取其中1個最優(yōu)組合如表4所示,對其進行CFD計算,并與響應面回歸方程的預測值和原始流量計儀進行比較[10]。，優(yōu)化前后流量計參數(shù)如表5所示，優(yōu)化前后的結(jié)果如圖12所示。
從仿真數(shù)據(jù)得到,優(yōu)化后的流量計模型,其儀表系數(shù)線性度誤差由原來的5.23%降低到4.69%,擬合公式的預測值也與CFD計算值非常接近,為2.18%,這表示響應面法可以很好地用于渦輪流量計結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。從圖12可以看出,優(yōu)化后的流量計雖然在小流量處時儀表系數(shù)變化還是很大，但是在測量8~20m³/h流量時，其儀表系數(shù)變化較原始流量計更為平穩(wěn),且線性度誤差為0.447%。這表明該流量計在測量流量為8~20m³/h時,該種流體時精度很高。
從圖13可以看出,原始流量計模型受流體密度和高黏度的影響,速度分布不太均勻,且后導流件部分存在速度增大較為嚴重的情況,不利于流量計測量的提高。從圖14可以看出,優(yōu)化后的流量計整體速度分布更加均勻,后導流件部分沒有速度增大較為嚴重的情況出現(xiàn),這表明優(yōu)化后的流量計模型提高了渦輪流量計的測量精度。
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