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科里奥利质量流量计的现状与未来

科里奥利质量流量计的现状与未来
引言质量流量计现在受到用户的青睐,是由于它能直接测量管道内流体
的质量流量,而不必像过去那样,分别测量被测流体的体积流量和密度,然后
计算求得。

此外,它的精度和稳定度较高,量程比也比较大,但是其性能价格
比太高。

对制造厂商而言,这是个利润颇丰的产品,所以对此产品的开发、试
制和推销,一直是积极的。

原理柯氏质量流量计的原理,实质是利用一个弹
性体的共振特性:队友流体流动和无流体流动的振动(在共振区附近)的金属
管元件,测定其动态响应特性,求出此谐振系统的相位差(时间差)与质量流
量之间的关系。

而有流体流动的金属管元件谐振的动态响应特性,与无流体流
动的金属管的动态响应特性之间的差别,是由于Coriolis 效应引起的。

所谓柯
氏效应,是指当质点在一个转动参考系内作相对运动时,会产生一种不同于通
常离心力的惯性力作用在此质点上。

其大小与方向可用2mvXw(公式)来表示。

这是法国科学家Coriolis 首先发现的。

利用上述原理的弹性元件构成的流量计
又称为柯氏质量流量计。

所以要在理论上分析、发展质量流量计,其难点实质
上是来计算弹性金属管的动态谐振特性。

这主要是靠固体力学理论对弹性体作
振动分析来确定。

现有的文献报道,一种是对挠性管进行动态响应分析。

1.
挠性管的动态响应分析(i)挠性曲管的分析Hemp and Sultan (Cranfield Institute of Technology, England) 用Euler 梁理论,对挠性曲管的谐振的动态响应进行过分析,并结合U-型管作了具体计算。

a. 方程(Oscillating tube of cruved part)
对于不同的几何形状,上述的一般性公式和边界条件还可以在进一步简化。

譬如,对弹性金属管的直管部分,可以令a 趋于无穷即可。

b. 边界条件
在端点上,有在不同形状的管段的连接点上,有c. 数值求解和计算结果。

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