转子流量计氦气流量特性探讨

介绍了转子流量计的结构和工作原理,并对其流量特性的介质相关性及流量刻度修正方法进行了理论分析,重点阐述了转子流量计氦气流量特性及其校准方法的特殊性。     

涡轮流量计转子内完全三元流场的变域变分有限元解

以变分原理作为理论基础,结合有限元方法,提出了涡轮流量计转子内部完全三元流场的速度分布。根据所求流场,应用边界层理论,给出了叶片和轮毂表面的阻力矩,计算了转子所受的各个力矩,最后得出了理论特性曲线,它与实验结果吻合良好。所建立的方法改善了传统的用平面叶栅势流理论来处理转子内部流场所存在的缺陷。     

直接式涡轮质量流量计的数学模型

提出了直接式涡轮质量流量计的概念,应用流体力学的二元边界层理论和二元叶栅理论建立了质量流量传感器的数学模型,并计算了涡轮轴向力的大小。计算表明,涡轮转子所受轴向力的大小与涡轮动量ρQ^2成正比。所提供的结论为研制这一类质量流量计提供了理论依据,也为设计轴向测力传感器提供了数据。     

应用园盘式干摩擦减振器,对高速转子通过其临界转速时减振作用的一些分析

本文通过理论分析和实验方法分别讨论了,应用于高速转子在通过临界转速时为减少其振动用的圆盘式干摩擦减振器的一些问题。理论分析是在不考虑转子上有挠动力矩作用时,借助研究转子的横向弯曲振动方法来代替研究转子的临界转速问题。在推导过程引用了当量粘性振阻法(Equivalent Viscous Damping)。将转子(包括轴及其上安置的轮盘)所受的干摩擦振阻(Coulomb Damping库伦振动)折合成与其相等的当量粘性振阻。这样就可借解具有粘性振阻强迫振动体系的一般解法,来代替解具有干摩擦振阻强迫振动体系的问题,因为前者可以应用已有较成熟的公式来进行分析,而后者解起来往往是比较困难的。 本实验设备的减振器是将某活塞式航空发动机增压器的离合器闸盘取用一对改装成圆盘式干摩擦减振器,并将其安置在现有的带单圆盘双支点轴的临界转速试验器上进行试验。限于测量设备还欠完备,目前只作了部份试验数据用来印证理论分析。 实验进行中承蒙技工王文良同志协助以及晏(石历)堂先生对本文提出了不少宝贵意见,在此皆表示感谢。限于笔者水平,本文错误之处,敬希望读者指正。     

涡轮流量计转子内完全三元流场的变域变分有限元解

三、涡轮流量计仪表特性曲线的计算由动量矩原理可知,当转子处于平衡时,可得到力矩平衡方程 T_d=∑T_i=T_h T_b T_t T_m T_P T_f下面分别讨论各力矩的大小。     

涡轮流量计转子内完全三元流场的变域变分有限元解

三、涡轮流量计仪表特性曲线的计算由动量矩原理可知,当转子处于平衡时,可得到力矩平衡方程 T_d=∑T_i=T_h+T_b+T_t+T_m+T_P+T_f下面分别讨论各力矩的大小。     

评涡轮流量计Thompson-Grey的理论模型

运用流体动力学分析,指出了涡轮流量计的Thompson—Grey理论模型中存在的各种缺陷。计算结果表明,改进后的模型与实际情况的吻合程度有了很大提高,涡轮流量计仪表系数的理论估计值与实际值之间的偏差由原来的±(4％～6％)下降至±1.5％以内。     

双叶片气体涡轮流量计的理论模型

在传统机翼理论的基础上，提出了一种能够预测双叶片气体涡轮流量计性能的理论模型。理论计算结果与实验数据吻合良好。     

跨声风扇转子的BVF气动优化方法

将加功量作为目标函数并结合边界涡量流BVF (Boundary Vorticity Flux)这 个诊断因子,对某高性能跨声风扇转子进行了优化.通过基于局部动力学的BVF诊断可以捕 捉到流场分离流动在叶片表面上的物理根源,可以清晰的显示出激波结构.尽管优化后加功 量增大,但因为BVF分布改善,激波结构和分离流动被良好地控制.三维粘性N-S(Navier-S tokes)程序计算结果表明,风扇转子在近峰值效率工况下压比提高了7.69%,效率提高了1.9 2%,在全工况范围转子性能都得到了较大提升.基于BVF诊断的优化手段在风扇/压气机的优 化中可起到很大的作用.      

裂纹转子的振动计算和稳定性分析

本文根据裂纹转子振动方程特点,论述了分析转子振动的理论方法,结合一含裂纹的Jeffcott转子算例,揭示了裂纹转子的振动特点。在论述分析转子稳定性一般方法基础上,给出了含裂纹Jeffcott转子稳定性分析结果,得出了影响稳定性的几个主要因素。     

Coriolis质量流量传感器内部耦合振动

谐振式科里奥利质量流量计(CMF),依靠测量管路工作在谐振状态产生的科氏力效应实现流体流量的测量.实际的谐振式科里奥利质量流量计工作过程中,普遍存在传感器的外部和内部耦合振动现象,直接影响流量计的稳定性和测量精度.对传感器的外部耦合振动问题,通过增加测量管路直管段、增强传感器固定刚度等措施已得到较好解决;传感器内部耦合振动问题目前尚无完善的理论指导和技术解决方案.结合CMF传感器的工作机理,利用激光测振仪对存在内部耦合振动问题和无内部耦合振动问题的CMF对比测试,进一步证实了传感器内部耦合振动对测量精度的影响,揭示了内部耦合振动对测量管振动的影响相当于在测量管的主振动上叠加了一个附加分量,导致测量管上的2个拾振点产生附加的振动相位差,并且对于一个特定的传感器,该附加分量的量值基本固定,而科氏力对测量管振动的作用随被测流量的增加而增强,故随着被测流量的增加,耦合振动的影响相对减小,引起的流量测量误差随之减小.      

超声波流量计在航天器推进系统中的应用分析

超声波流量计作为一种先进的流量计量仪器已经在工业上得到广泛的应用,其高精度、易安装、不受环境因素影响等特性为航天器在轨推进剂计量带来了新的思路.超声波的反射特性使得该装置也可作为推进剂管路内流体状态的监测及故障诊断的有力工具.简介了超声波流量计的原理及发展,分析了该装置对航天器推进系统的计量及检测的适用性,并针对该项技术在中国航天器推进系统中的应用提出了具体建议.     

小管径高精度超声波流量计设计

航天器推进剂在轨剩余量测量一直是航天器在轨管理所面临的一个难题.提出采用超声波流量计测量推进剂在轨剩余量的方法,并给出了超声波流量计的设计方案.设计的新型超声波流量计结构,通过改变超声换能器的安装方式,从而延长了超声波传播路径,减少了传播过程中超声波的衰减.通过以单片机和FPGA为主控制器、以高精度时间测量芯片作为数据采集模块的流量计软硬件系统实现了超声波流量计对液体流量的高精度测量.通过恒速测试、交变流速测试和总量测试表明,该系统测量精度达到了0.5%,可满足目前航天器推进系统推进剂剩余量的在轨测量要求.     

一种新型的小流量散流流量计

本文介绍和分析了一种适用于小流量散流的流量计及其非线性处理方法。该流量计有其独特的特点并已成功地获得了实际应用。     

一种测量卫星液体推进剂的组合方法

提出并讨论了一种实现在轨卫星液体推进剂剩余量高精度测量的原理性方法。该方法基于推进剂消耗产生的自激励效应,利用配置在贮箱上的温度、压力传感器和推进剂管路上的流量计等数据测量设备,即可进行推进剂剩余量测量。     

一种传递流量量值的等精度传递系统

提出了用同等级的流量仪表作为流量传递标准检定其它流量计的流量量值等精度传递系统 ,分析了等精度传递系统中影响传递准确度的各种因素。并用实验研究的方式对等精度传递系统的综合性能进行评价 ,试验表明 :只要流量仪表具有足够好的重复性 ,用它作为传递标准可以使标准表法流量标准装置的准确度等于或接近上一级流量标准的准确度     

基于EEMD-Hilbert谱的涡街流量计尾迹振荡特性

为了研究涡街流量计尾迹振荡特征,采用集总经验模态分解(EEMD)-Hilbert谱方法,对测量介质为空气、流量范围为10.58~220 m~3/h的涡街流量计管壁差压信号进行处理,首先用EEMD方法对管壁差压信号进行分解,得到固有模态分量,然后对分解后的各个分量进行Hilbert变换,得到Hilbert谱和边际谱,进而提取管壁差压信号的旋涡脱落频率。比较了Fourier变换与EEMD-Hilbert谱方法在信号去噪和频率提取方面的性能。结果表明:EEMD-Hilbert谱方法可有效去除叠加在实际涡街成分之中的噪声,能够较完整保留尾迹振荡的固有成分;在流量较低时,EEMD-Hilbert谱方法对尾迹振荡频率的提取精度比Fourier变换高30%以上,有效拓展了涡街流量计的测量下限;通过计算能量比,揭示了EEMD-Hilbert谱方法提高频率提取精度的原因,即EEMD-Hilbert谱方法降低了信噪比;Hilbert谱直观表示信号的时间-频率-能量关系。     

结合多种剩余推进剂测量方法的应用研究

基于＂十一五＂期间对多种航天器剩余推进剂测量方法的研究成果,分析了气体注入（压力激励）法、超声波流量计法、加速度计法、热容法以及压力-体积-温度（PVT）法和簿记（BK）法的适用范围,对这些剩余推进剂测量方法在航天器整个寿命期间不同时期的应用方案进行了研究,提出了3种典型的测量方法组合方案和应用策略.     

科氏质量流量计全数字闭环系统的设计与实现

科氏质量流量计(CMF,Coriolis Mass Flowmeter)全数字闭环系统,采用现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)和现代数字信号处理方法对CMF传感器进行稳定精确的闭环控制,实时性和精度较高.以高速并行器件FPGA为运算和控制核心,在相位控制中引入FIFO(First In First Out)组件,通过控制FIFO的读、写请求信号来改变时间差,实现对拾振和激励信号的相位差准确、稳定的控制;采用不连续和连续幅值控制相结合的非线性幅值控制方法,快速、准确地设定幅值,适应性强,实现对拾振信号幅值的良好控制,并控制拾振信号以稳定的幅值输出,提高CMF的测量精度和稳定性.实流标定对比实验结果表明:CMF数字闭环在零点稳定性、动态响应特性和重复性方面都优于模拟闭环,并在一定程度上提高了CMF的测量精度.