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涡轮流量计的优化设计 |
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| 发布时间：2023-02-22 13:48:43 点击次数： |
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采用Box-Behnken中心组合设计方法，以叶轮叶片顶端半径、叶轮轮毂半径、叶轮轮毂长度、叶片导程这四个因素为自变量,涡轮流量计线性度误差为响应值,设计四因素三水平29个试验点的响应面优化试验。因素水平见表3。
使用DesignExpert软件在表3中变量的高低水平范围内寻优,取其中1个最优组合如表4所示,对其进行CFD计算,并与响应面回归方程的预测值和原始流量计仪进行比较[10]。，优化前后流量计参数如表5所示，优化前后的结果如图12所示。
从仿真数据得到,优化后的流量计模型,其仪表系数线性度误差由原来的5.23%降低到4.69%,拟合公式的预测值也与CFD计算值非常接近,为2.18%,这表示响应面法可以很好地用于涡轮流量计结构参数优化。从图12可以看出,优化后的流量计虽然在小流量处时仪表系数变化还是很大，但是在测量8~20m³/h流量时，其仪表系数变化较原始流量计更为平稳,且线性度误差为0.447%。这表明该流量计在测量流量为8~20m³/h时,该种流体时精度很高。
从图13可以看出,原始流量计模型受流体密度和高黏度的影响,速度分布不太均匀,且后导流件部分存在速度增大较为严重的情况,不利于流量计测量的提高。从图14可以看出,优化后的流量计整体速度分布更加均匀,后导流件部分没有速度增大较为严重的情况出现,这表明优化后的流量计模型提高了涡轮流量计的测量精度。
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