水阀内置流量传感器的设计与开发

摘要

本文“水阀内置流量传感器的设计与开发”，是受烟台宇成电机工业株式会社委托，开发水阀内置流量传感器的应用项目。通过设计内置流量传感器旋转叶片的结构，达到减小流量传感器的测量误差，提高测量精度的目的。若研制成功，可以为企业带来显著的经济效益和社会效益，具有良好的应用价值和广阔的应用前景。
　　 首先，针对水阀内置流量传感器叶轮叶片的受力情况进行分析,建立水阀内置流量传感器旋转叶片的数学模型。
　　 其次，基于所建立水阀内置流量传感器的力学数学模型，设计水阀内置流量传感器的结构和几何参数。本文将从叶轮前后导流件、叶轮叶片形状、叶片倾角、叶片数目、叶轮顶隙大小等几个方面对涡轮流量传感器进行设计研究，确定传感器的结构和几何参数。在完成理论分析并对内置流量传感器的旋转叶片结构进行初步设计的基础上，根据分析结果采用UG建立三维模型，为后续流场分析做好准备。并利用有限元分析软件COSMOSXpress对内置流量传感器的旋转叶片进行抗力学环境分析，对叶片关键部位进行强度和刚度校核，最终确定内置流量传感器旋转叶片的结构参数。
　　 再次，应用CFD软件FLUENT对水阀内置流量传感器旋转组件模型进行流场分析，以得到影响内置流量传感器测量误差的主要设计要素。
　　 最后，对初步设计的水阀内置流量传感器提出进一步的改进意见，并进行流场仿真分析，最终确定其结构。