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石油与天然气化工
CHEMICAL ENGINEERING OF OIL GAS
新型非插入式流量测量原理的研究
刘志鹏孟江安坤”
1.中北大学机械与动力工程学院2.中北大学计算机与控制工程学院
2017
摘要非插入式流量检测方法在不破坏系统工作状态的情况下，可对化工生产进行流量测量以及化工管道系统故障诊断、故障定位。该非插入式测量方法利用变形法原理，采用应变测量技术测量重力场下流体对管道作用产生的应变，推导出应变率与质量流量的关系；结合弹性力学和材料力学推导出管壁应变差与质量流量存在典型的线性关系；然后运用Workbench建立仿真模型并通过单向流固耦合的仿真方法，对理论计算进行验证；最后在管路综合特性实验台布置应变片连接到uT7110Y静态应变仪，记录相应数据，根据数据拟合结果说明应变差与质量流量具有很好的线性关系，能够利用该特性进行非插入式质量流量的测量。
关键词非插入式测量质量流量应变差流固耦合
中图分类号：TH814
文献标志码：A
D0I:10.3969/j.issn.1007-3426.2017.02.019
Studyontheprincipleofthenewtypeofnon-insertedflowmeasurement
Liu Zhipeng',Meng Jiang'An Kun
1. School of Mechanical and Power Engineering of North Unirersity of China, Taiyuan, Shanxi, Chind 2. School of Computer and Control Engineering of North University of China, Taiyuan, shanxi, China
Abstract: Non-inserted flow detection is so significant for the fault location of flow measurement and fault diagnosis of chemical pipeline system without destroying the system working condition . The non-inserted measurement uses the deformation principle and strain measurement under gravity field of pipeline fluid, and deduces the linear relationship between the differential strain and mass flow basing on the material mechanics . And then ANSYS Workbench is adopted to establish the fluid-solid coupling model and simulate the linearity of differential strain and mass flow . Finally , the strain gauges arranged in the pipeline experiment platform are connected into the static strain meter of uT71lOY . The experimental results show a good linear relationship between the differential strain and the mass flow is existed , which can provide a new way to measure flow non-inserted.
Key words : non-inserted measurement , mass flow , strain difference, fluid-solid coupling
随着化工工业的发展，人们对流量测量的准确度
要求越来越高，流量测量技术也随之迅速发展起来。在很多化工生产、过程控制中，由于流体的体积容易受温度、压力等参数的影响，而造成仪表显示值失真，但流体质量不受温度、压力等参数的影响，且质量流量计
有很高的准确性和稳定性，故近几年质量流量直接测量技术发展迅猛1-2]。
流量计的插入式测量方法一方面使系统的初装费用增加，另一方面又会使系统的可靠性下降，同时使系统的体积增大，效率降低，这样的方法对液体流动产生
作者简刘鹏（1990一），男，安徽宿州人，中北大学机械与动力工程学院硕士，主要从事流量计的研究。E-mail260580041
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