带狭缝圆柱钝体流量测量特性研究-测试计量技术及仪器专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 中图分类号 TH814 学校代码 10356 UDC 620 密级 公开 硕 士 学 位 论 文 MASTER DISSERTATION 带狭缝圆柱钝体流量测量特性研究 Study of Flowrate Measurement Characteristics of a Circular Cylinder with a Slit 作 者 王 慧 导 师 黄咏梅 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 研究方向热工计量检测与控制技术 二〇一四年三月 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。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 致 谢 本论文的撰写工作是在我的导师黄咏梅老师的悉心指导下完成的，从课题 的选择到论文的最终完成，黄老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助 我开拓思路，热忱鼓励，常常让我有“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的 感觉。黄老师不仅在学业上给我精心指导，同时在思想、生活上给我以无微不 至的关怀。黄老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度令我十分钦佩，是我以后 学习和工作的榜样。在此衷心感谢黄老师两年多来对我的关心和指导，同时对 黄老师无微不至的关怀表示我最大的敬意，祝她身体健康、工作顺利、家庭幸 福和睦。 在课题的开展和实验的进行过程中，孙斌老师、林敏老师给予了很多有益 的帮助，在这里对他们表示衷心的感谢。 感谢师兄姚浚浚在实验方面给我耐心的指导。 感谢师弟丁君鸿不辞辛苦的陪我一起做实验，及时与我分享他对实验和装 置的看法。 感谢宫通胜同学在电路设计方面给予的帮助。 感谢研究生期间实验室的朋友们和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴 们，我们在一起携手渡过了愉快而艰难的研究生生活。 感谢我的爸爸妈妈，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的 心愿。你们的支持与理解成为我能顺利完成学业的坚强后盾，使我满怀信心的 迎接所有挑战。 最后，衷心地感谢百忙之中抽出时间审阅本论文的专家，谢谢你们的宝贵 意见。 王慧 2014 年 3 月 带狭缝圆柱钝体流量测量特性研究 摘要：涡街流量计是基于钝体绕流现象的流量计，广泛应用于气体、液体和蒸 汽的流量测量。钝体绕流现象比较复杂，受到诸如钝体结构形状、流体流动工 况等因素的影响。钝体是涡街流量计的关键部件，影响着涡街流量计的流量计 量特性和阻力特性。带狭缝圆柱是一种新型的钝体结构，在一定条件下可以稳 定旋涡脱落，增强旋涡强度。本文将带狭缝圆柱应用于涡街流量计，主要完成 了以下工作： 1、对带狭缝圆柱钝体绕流机理进行了理论分析，在旋涡周期性脱落过程中， 狭缝两端流体对边界层的吹吸作用周期变化，这时狭缝可以看作是一反馈通道， 在一侧旋涡生成脱落过程中，会加速另一侧的旋涡生成，同时能增强旋涡强度。 2、数值模拟不同雷诺数带狭缝圆柱绕流流场，计算得到了涡街频率与流速 的关系、柱体周向静压分布特点，分析旋涡脱落过程。对比分析带狭缝圆柱与 圆柱、梯形柱涡街信号特性，说明带狭缝圆柱应用于涡街流量测量的优势，并 计算得到该发生体信号最佳检测位置。 3、为研究狭缝对涡街流场的控制作用，计算了多种狭缝宽度对流场动态的 影响，分析狭缝内流体的流动状况、旋涡脱落频率与流速的关系、压力损失及 旋涡几何特征，给出最优狭缝宽度参数。 4、搭建实验装置，完成涡街信号检测系统硬件和软件设计，实现涡街信号 采集功能。对不同狭缝宽度的圆柱、圆柱和梯形柱涡街信号特性进行分析研究， 提取涡街频率，分析斯特劳哈尔数与雷诺数关系、涡街信号强度、信噪比和压 损等参数，说明带狭缝圆柱应用于涡街流量计的可行性，为优化钝体结构设计 和提升流量计的性能提供依据。 关键词： 涡街流量计；旋涡发生体；带狭缝圆柱；数值仿真；流量测量特性 分类号：TH814； UDC 620 I Study of Flowrate Measurement Characteristics of a