摘(zhai)要:爲(wei)降低(di)流體(ti)黏度(du)對渦(wo)輪流(liu)量計(ji) 測量(liang)精度(du)的影(ying)響，将(jiang)渦輪(lun)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)最小(xiao)值作(zuo)爲目(mu)标函(han)數，在(zai)運用(yong)計算(suan)流體(ti)力學(xue)(CFD)仿真(zhen)的基(ji)礎上(shang)，先通(tong)過Plackett－Burman設(she)計篩(shai)選結(jie)構參(can)數，并(bing)根據(ju)幾何(he)結構(gou)對目(mu)标函(han)數的(de)影響(xiang)将其(qi)劃分(fen)爲兩(liang)個等(deng)級，即(ji)顯著(zhe)影響(xiang)因素(su)和次(ci)顯著(zhe)影響(xiang)因素(su);再通(tong)過Box－Behnken設(she)計及(ji)響應(ying)面法(fa)對顯(xian)著影(ying)響因(yin)素進(jin)行優(you)化設(she)計，分(fen)析結(jie)構參(can)數間(jian)的交(jiao)互作(zuo)用，得(de)到參(can)數的(de)設計(ji)點;最(zui)後在(zai)響應(ying)面分(fen)析基(ji)礎上(shang)通過(guo)正交(jiao)試驗(yan)對次(ci)顯著(zhe)影響(xiang)因素(su)進行(hang)優化(hua)設計(ji)，得到(dao)最優(you)參數(shu)組合(he)。對參(can)數組(zu)合的(de)渦輪(lun)流量(liang)計進(jin)行試(shi)驗研(yan)究，試(shi)驗結(jie)果與(yu)CFD計算(suan)值吻(wen)合，儀(yi)表系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)由1.71%下(xia)降至(zhi)1.59%，表明(ming)優化(hua)後的(de)渦輪(lun)流量(liang)計測(ce)量精(jing)度得(de)到了(le)顯著(zhe)提高(gao)，基于(yu)響應(ying)面法(fa)和正(zheng)交試(shi)驗的(de)優化(hua)方法(fa)可以(yi)用于(yu)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)結構(gou)設計(ji)。
引言(yan)
　　渦輪(lun)流量(liang)計具(ju)有精(jing)度高(gao)、重複(fu)性好(hao)、結構(gou)簡單(dan)、測量(liang)範圍(wei)廣、體(ti)積小(xiao)、質量(liang)輕、壓(ya)力損(sun)失小(xiao)、維修(xiu)方便(bian)等優(you)點，但(dan)存在(zai)性能(neng)會随(sui)被測(ce)流體(ti)黏度(du)增大(da)而變(bian)差的(de)問題(ti)。目前(qian)，國内(nei)的渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在出(chu)廠時(shi)，其性(xing)能一(yi)般都(dou)是用(yong)水或(huo)黏度(du)比較(jiao)低的(de)柴油(you)進行(hang)鑒定(ding)，但很(hen)多使(shi)用者(zhe)卻用(yong)渦輪(lun)流量(liang)計來(lai)測量(liang)液壓(ya)油、潤(run)滑油(you)等中(zhong)黏度(du)甚至(zhi)高黏(nian)度液(ye)體的(de)流量(liang)，導緻(zhi)出現(xian)很大(da)的測(ce)量誤(wu)差。因(yin)此，提(ti)高渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在測(ce)量黏(nian)性介(jie)質時(shi)的精(jing)度具(ju)有非(fei)常重(zhong)要的(de)現實(shi)意義(yi)。
　　目前(qian)關于(yu)黏性(xing)介質(zhi)對渦(wo)輪流(liu)量計(ji)影響(xiang)的研(yan)究主(zhu)要集(ji)中在(zai)分析(xi)流量(liang)計内(nei)部幾(ji)何結(jie)構和(he)流體(ti)介質(zhi)對其(qi)性能(neng)的影(ying)響以(yi)及儀(yi)表系(xi)數的(de)修正(zheng)方法(fa)等方(fang)面，而(er)根據(ju)流體(ti)性能(neng)對流(liu)量計(ji)進行(hang)結構(gou)優化(hua)的研(yan)究較(jiao)少，在(zai)結構(gou)優化(hua)時考(kao)慮到(dao)内部(bu)幾何(he)參數(shu)間交(jiao)互作(zuo)用的(de)則更(geng)少。由(you)于渦(wo)輪流(liu)量計(ji)幾何(he)參數(shu)較多(duo)，作用(yong)的機(ji)理各(ge)不相(xiang)同，各(ge)個參(can)數之(zhi)間存(cun)在交(jiao)互作(zuo)用，因(yin)此有(you)必要(yao)研究(jiu)各個(ge)參數(shu)間的(de)相互(hu)關系(xi)，确定(ding)最優(you)參數(shu)組合(he)。以DN40渦(wo)輪流(liu)量計(ji)爲例(li)，從優(you)化幾(ji)何結(jie)構出(chu)發，探(tan)究幾(ji)何參(can)數對(dui)渦輪(lun)流量(liang)計性(xing)能的(de)影響(xiang)，分析(xi)顯著(zhe)影響(xiang)因素(su)之間(jian)的交(jiao)互作(zuo)用，并(bing)在計(ji)算流(liu)體力(li)學(CFD)仿(pang)真的(de)基礎(chu)上通(tong)過響(xiang)應面(mian)法和(he)正交(jiao)試驗(yan)對結(jie)構進(jin)行優(you)化設(she)計。
1模(mo)型與(yu)仿真(zhen)
1.1模型(xing)的建(jian)立
　　選(xuan)擇LWGY系(xi)列DN40渦(wo)輪流(liu)量計(ji)，其主(zhu)要參(can)數爲(wei):葉輪(lun)葉片(pian)數N1=6，葉(ye)片頂(ding)端半(ban)徑Ｒt=9.5mm，葉(ye)輪輪(lun)毂半(ban)徑Ｒo=10mm，葉(ye)輪輪(lun)毂長(zhang)度Lh=8mm，葉(ye)輪導(dao)程L=88.5mm，導(dao)流體(ti)葉片(pian)數N2=4，前(qian)導流(liu)體輪(lun)毂長(zhang)度H1=54mm，後(hou)導流(liu)體輪(lun)毂長(zhang)度H2=38mm。按(an)照上(shang)述幾(ji)何參(can)數建(jian)立三(san)維模(mo)型，如(ru)圖1所(suo)示。爲(wei)了使(shi)流體(ti)接近(jin)充分(fen)發展(zhan)狀态(tai)從而(er)形成(cheng)穩定(ding)的流(liu)速分(fen)布，在(zai)渦輪(lun)流量(liang)計前(qian)後分(fen)别加(jia)裝10D和(he)5D長直(zhi)管段(duan)［10］。

1.2網格(ge)劃分(fen)
　　将三(san)維模(mo)型導(dao)入網(wang)格劃(hua)分軟(ruan)件ICEM中(zhong)，考慮(lü)圖1渦(wo)輪流(liu)量計(ji)三維(wei)模型(xing)Fig．13Dmodeloftheturbineflowmeter到流(liu)量計(ji)葉輪(lun)部分(fen)和導(dao)流件(jian)部分(fen)結構(gou)複雜(za)，而且(qie)是仿(pang)真計(ji)算的(de)關鍵(jian)部件(jian)，因此(ci)在ICEM中(zhong)均采(cai)用非(fei)結構(gou)化的(de)四面(mian)體網(wang)格對(dui)葉輪(lun)流域(yu)和導(dao)流件(jian)流域(yu)進行(hang)劃分(fen);而前(qian)、後直(zhi)管段(duan)流域(yu)結構(gou)相對(dui)簡單(dan)但尺(chi)寸較(jiao)大，采(cai)用四(si)面體(ti)網格(ge)劃分(fen)會使(shi)網格(ge)數量(liang)大大(da)增加(jia)，爲了(le)減少(shao)仿真(zhen)時間(jian)，采用(yong)結構(gou)化的(de)六面(mian)體網(wang)格對(dui)該流(liu)域進(jin)行劃(hua)分，劃(hua)分後(hou)的網(wang)格數(shu)爲1474621個(ge)，其Quali-ty最(zui)小值(zhi)爲0.36。通(tong)過增(zeng)加整(zheng)體網(wang)格數(shu)進行(hang)網格(ge)無關(guan)性檢(jian)驗，網(wang)格尺(chi)度符(fu)合計(ji)算要(yao)求。
1.3邊(bian)界條(tiao)件定(ding)義
邊(bian)界條(tiao)件如(ru)下:
(1)仿(pang)真介(jie)質采(cai)用實(shi)際狀(zhuang)況下(xia)的原(yuan)油，其(qi)運動(dong)黏度(du)爲2.64×10-5m2/s，密(mi)度爲(wei)887kg/m3，流量(liang)範圍(wei)2～20m3/h;
(2)入口(kou)采用(yong)速度(du)入口(kou)，選取(qu)2m3/h、4m3/h、8m3/h、14m3/h、20m3/h這5個(ge)體積(ji)流量(liang)下的(de)入口(kou)速度(du);出口(kou)采用(yong)壓力(li)出口(kou)，設置(zhi)爲1個(ge)标準(zhun)大氣(qi)壓;
(3)管(guan)壁，上(shang)、下導(dao)流體(ti)和葉(ye)輪表(biao)面均(jun)采用(yong)無滑(hua)移壁(bi)面邊(bian)界條(tiao)件;
(4)渦(wo)輪流(liu)量計(ji)葉輪(lun)部分(fen)流域(yu)設置(zhi)爲旋(xuan)轉流(liu)域，前(qian)後導(dao)流件(jian)部分(fen)設置(zhi)爲固(gu)定流(liu)域，旋(xuan)轉流(liu)域與(yu)固定(ding)流域(yu)之間(jian)采用(yong)交界(jie)面進(jin)行連(lian)接。
1.4湍(tuan)流模(mo)型的(de)選擇(ze)
　　由于(yu)渦輪(lun)流量(liang)計葉(ye)輪在(zai)流體(ti)中處(chu)于高(gao)速旋(xuan)轉狀(zhuang)态，其(qi)表面(mian)曲率(lü)變化(hua)非常(chang)大，而(er)雷諾(nuo)應力(li)模型(xing)(ＲSM)考慮(lü)到了(le)流體(ti)旋轉(zhuan)或流(liu)線彎(wan)曲所(suo)帶來(lai)的應(ying)力張(zhang)量的(de)急劇(ju)變化(hua)，可以(yi)更好(hao)地模(mo)拟渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在複(fu)雜流(liu)場狀(zhuang)況下(xia)的運(yun)行規(gui)律，因(yin)此選(xuan)用ＲSM湍(tuan)流模(mo)型［11］。
1.5仿(pang)真儀(yi)表系(xi)數和(he)線性(xing)度誤(wu)差的(de)計算(suan)
　　儀表(biao)系數(shu)爲渦(wo)輪感(gan)應放(fang)大器(qi)産生(sheng)的脈(mo)沖數(shu)與流(liu)過傳(chuan)感器(qi)流體(ti)體積(ji)的比(bi)值［12］。在(zai)計算(suan)仿真(zhen)儀表(biao)系數(shu)之前(qian)需要(yao)計算(suan)流量(liang)計葉(ye)輪在(zai)該流(liu)量下(xia)的穩(wen)定轉(zhuan)速θ。通(tong)過監(jian)測發(fa)現，當(dang)葉輪(lun)驅動(dong)力矩(ju)與阻(zu)力矩(ju)的差(cha)值小(xiao)于10-8時(shi)，可認(ren)爲葉(ye)輪所(suo)受力(li)矩達(da)到平(ping)衡，則(ze)此時(shi)的葉(ye)輪轉(zhuan)速即(ji)爲穩(wen)定轉(zhuan)速。葉(ye)輪穩(wen)定轉(zhuan)速确(que)定後(hou)，根據(ju)葉片(pian)個數(shu)、入口(kou)流速(su)與管(guan)道截(jie)面積(ji)可以(yi)得到(dao)此時(shi)的渦(wo)輪流(liu)量計(ji)仿真(zhen)儀表(biao)系數(shu)，其計(ji)算公(gong)式爲(wei)

　　式中(zhong),K爲渦(wo)輪流(liu)量計(ji)仿真(zhen)儀表(biao)系數(shu),L-1;N爲葉(ye)輪葉(ye)片個(ge)數;?爲(wei)葉輪(lun)穩定(ding)轉速(su),rad/s;V爲入(ru)口流(liu)速，m/s;A爲(wei)前直(zhi)管段(duan)入口(kou)截面(mian)積,m2
　　儀(yi)表系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)可以(yi)反映(ying)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du)，儀表(biao)系數(shu)線性(xing)度誤(wu)差越(yue)小，則(ze)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du)越高(gao),反之(zhi)則測(ce)量精(jing)度越(yue)低。
　　通(tong)過式(shi)(1)計算(suan)出2m3/h、4m3/h、8m3/h、14m3/h、20m3/h這(zhe)5個點(dian)的仿(pang)真儀(yi)表系(xi)數後(hou)，便可(ke)以得(de)到渦(wo)輪流(liu)量計(ji)儀表(biao)系數(shu)線性(xing)度誤(wu)差8,其(qi)計算(suan)公式(shi)爲

　　式(shi)中Kmin,i爲(wei)流量(liang)計在(zai)5個流(liu)量點(dian)處得(de)到的(de)儀表(biao)系數(shu)最大(da)值;Kmin,i，爲(wei)流量(liang)計在(zai)5個流(liu)量點(dian)處得(de)到的(de)儀表(biao)系數(shu)最小(xiao)值。
2Plackett-Burman設(she)計
　　根(gen)據.Plackett-Burman(PB)試(shi)驗設(she)計，選(xuan)取8個(ge)試驗(yan)因素(su)(葉輪(lun)頂端(duan)半徑(jing)、葉輪(lun)葉片(pian)數、葉(ye)輪輪(lun)毂半(ban)徑、葉(ye)輪輪(lun)毂長(zhang)度、葉(ye)輪導(dao)程、前(qian)導流(liu)件長(zhang)度、後(hou)導流(liu)件長(zhang)度、導(dao)流體(ti)葉片(pian)數)和(he)3個空(kong)白因(yin)素,每(mei)個因(yin)素設(she)高、低(di)兩個(ge)水平(ping)，以儀(yi)表系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)爲響(xiang)應值(zhi),共計(ji)12個試(shi)驗，試(shi)驗設(she)計因(yin)素及(ji)水平(ping)見表(biao)1。

　　對表(biao)1試驗(yan)中各(ge)因素(su)進行(hang)顯著(zhe)性分(fen)析，分(fen)析結(jie)果如(ru)表2所(suo)示，模(mo)型顯(xian)著差(cha)異水(shui)平p=0.004,說(shuo)明.回(hui)歸方(fang)程關(guan)系顯(xian)著;決(jue)定系(xi)數R2=0.9927,說(shuo)明回(hui)歸有(you)效,試(shi)驗結(jie)果可(ke)靠。由(you)表2還(hai)可以(yi)看出(chu)8個因(yin)素均(jun)對流(liu)量計(ji)線性(xing)度誤(wu)差影(ying)響顯(xian)著,其(qi)中葉(ye)輪葉(ye)片數(shu)N1、葉輪(lun)頂端(duan)半徑(jing)R1、葉片(pian)輪毂(gu)半徑(jing)R.。、葉輪(lun)輪毂(gu)長度(du)Lh這4個(ge)爲顯(xian)著影(ying)響參(can)數,在(zai)後文(wen)中運(yun)用響(xiang)應面(mian)法進(jin)行優(you)化;而(er)葉輪(lun)導程(cheng)L、前導(dao)流件(jian)長度(du)H1、後導(dao)流件(jian)長度(du)H2、導流(liu)體葉(ye)片數(shu)N2這4個(ge)爲次(ci)顯著(zhe)影響(xiang)參數(shu),在後(hou)文中(zhong)運用(yong)正交(jiao)試驗(yan)進行(hang)優化(hua)。

3結構(gou)參數(shu)優化(hua).
3.1顯著(zhe)影響(xiang)參數(shu)的響(xiang)應面(mian)法優(you)化
　　采(cai)用Box-Behnken中(zhong)心組(zu)合設(she)計方(fang)法，以(yi)葉輪(lun)頂端(duan)半徑(jing)Rt、葉片(pian)數N1、葉(ye)片輪(lun)毂半(ban)徑R.。、葉(ye)輪輪(lun)毂長(zhang)度Lh這(zhe)4個顯(xian)著影(ying)響因(yin)素爲(wei)自變(bian)量,儀(yi)表系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)爲響(xiang)應值(zhi),其餘(yu)結構(gou)參數(shu)保持(chi)不變(bian),設計(ji)四因(yin)素三(san)水平(ping)29個試(shi)驗點(dian)的響(xiang)應面(mian)優化(hua)試驗(yan)。因素(su)與水(shui)平見(jian)表3,試(shi)驗設(she)計見(jian)表4。

對(dui)模型(xing)進行(hang)方差(cha)分析(xi)得到(dao)的響(xiang)應面(mian)分析(xi)結果(guo)如

　　表(biao)5所示(shi),p<0.0001<0.05,表明(ming)該模(mo)型是(shi)顯著(zhe)的，具(ju)有統(tong)計學(xue)意義(yi)。由表(biao)5數據(ju)可得(de),自變(bian)量R、N、R。、Lh均(jun)顯著(zhe)(p<0.05),按照(zhao)對響(xiang)應值(zhi)的影(ying)響程(cheng)度排(pai)序爲(wei)葉輪(lun)頂端(duan)半徑(jing)R1>葉輪(lun)葉片(pian)數N1>葉(ye)輪輪(lun)毂長(zhang)度Lh>葉(ye)輪輪(lun)毂半(ban)徑R。失(shi)拟項(xiang)P=0.056>0.05,此值(zhi)不顯(xian)著,說(shuo)明在(zai)試驗(yan)範圍(wei)内預(yu)測值(zhi)和實(shi)測值(zhi)的拟(ni)合度(du)較高(gao)，能夠(gou)選擇(ze)該回(hui)歸方(fang)程對(dui)試驗(yan)結果(guo)進行(hang)相關(guan)分析(xi)，線性(xing)度誤(wu)差R的(de)回歸(gui)方程(cheng)爲
R=17.22+3.37Rt+2.82N1-0.91R。-0.93Lh-0.95RtN1+0.75R1R。+0.2R1Lh+1.38N1R。-0.25N1Lh-1.70R。Lh+4.22R21+5.16N21+2.26R2。+2.97Lh2


　　從(cong)圖2(a)~(f)可(ke)形象(xiang)地看(kan)出影(ying)響儀(yi)表系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)的幾(ji)何參(can)數間(jian)交互(hu)作用(yong)。比較(jiao)圖2各(ge)個分(fen)圖可(ke)知,葉(ye)輪頂(ding)端半(ban)徑R1對(dui)儀表(biao)系數(shu)線性(xing)度誤(wu)差的(de)影響(xiang)最爲(wei)顯著(zhe)，表現(xian)爲曲(qu)線最(zui)陡，其(qi)餘因(yin)素影(ying)響大(da)小順(shun)序爲(wei)葉輪(lun)葉片(pian)數N1>葉(ye)輪輪(lun)毂長(zhang)度Lh>葉(ye)輪輪(lun)毂半(ban)徑R。這(zhe)也與(yu)表5的(de)方差(cha)分析(xi)結果(guo)相吻(wen)合。
　　使(shi)用DesignExpert軟(ruan)件在(zai)表3變(bian)量的(de)高低(di)水平(ping)範圍(wei)内尋(xun)優,以(yi)葉輪(lun)葉片(pian)數是(shi)整數(shu)爲前(qian)提，取(qu)其中(zhong)一個(ge)最優(you)組合(he)進行(hang)CFD仿真(zhen)計算(suan),并與(yu)顯著(zhe)因素(su)的響(xiang)應面(mian)回歸(gui)方程(cheng)預測(ce)值進(jin)行比(bi)較,比(bi)較結(jie)果如(ru)表6所(suo)示。可(ke)以看(kan)出，對(dui)于優(you)化後(hou)的流(liu)量計(ji)模型(xing),其儀(yi)表系(xi)數線(xian)性度(du)誤差(cha)拟合(he)公式(shi)的預(yu)測值(zhi)與CFD計(ji)算值(zhi)非常(chang)接近(jin),誤差(cha)僅爲(wei)0.6%,說明(ming)響應(ying)面法(fa)可以(yi)很好(hao)地用(yong)于渦(wo)輪流(liu)量計(ji)結構(gou)優化(hua)。
3.2次顯(xian)著影(ying)響參(can)數的(de)正交(jiao)試驗(yan)設計(ji)
　　在對(dui)顯著(zhe)參數(shu)進行(hang)響應(ying)面優(you)化後(hou),選擇(ze)葉輪(lun)導程(cheng)L、前導(dao)流件(jian)長度(du)H、導流(liu)體葉(ye)片數(shu)N2、後導(dao)流件(jian)長度(du)H2這4個(ge)次顯(xian)著影(ying)響因(yin)素爲(wei)自變(bian)量,以(yi)流量(liang)計線(xian)性，度(du)誤差(cha)爲響(xiang)應值(zhi)進行(hang)正交(jiao)試驗(yan)設計(ji),根據(ju)因素(su)和水(shui)平數(shu)選擇(ze)正交(jiao)表L9(34),一(yi)共9組(zu)仿真(zhen)計算(suan)模型(xing),因素(su)與水(shui)平見(jian)表7。
　　正(zheng)交試(shi)驗結(jie)果與(yu)均值(zhi)如表(biao)8所示(shi),因素(su)L對應(ying)的均(jun)值2最(zui)小,表(biao)明L取(qu)第二(er)水平(ping)上的(de)值時(shi)線性(xing)度誤(wu)差最(zui)小，同(tong)理可(ke)以得(de)到H1、N2和(he)H2的取(qu)值分(fen)别爲(wei):
　　第三(san)水平(ping)、第二(er)水平(ping)和第(di)二水(shui)平,因(yin)此理(li)論上(shang)的最(zui)優水(shui)平組(zu)合爲(wei)L2(H)3(N2)2(H2)22。

　　圖3和(he)圖4分(fen)别爲(wei)原始(shi)流量(liang)計與(yu)優化(hua)後流(liu)量計(ji)的截(jie)面速(su)度分(fen)布雲(yun)圖。對(dui)比圖(tu)3和圖(tu)4可以(yi)看出(chu)，優化(hua)後的(de)流量(liang)計在(zai)後導(dao)流件(jian).上下(xia)部分(fen)的流(liu)場速(su)度分(fen)布較(jiao)原始(shi)流量(liang)計更(geng)加均(jun)勻,說(shuo)明優(you)化後(hou)流量(liang)計的(de)葉輪(lun)結構(gou)在流(liu)場中(zhong)的旋(xuan)轉穩(wen)定性(xing)更好(hao),從而(er)使得(de)測量(liang)精度(du)得到(dao)提高(gao)。

4試驗(yan)驗證(zheng)
　　将優(you)化前(qian)後的(de)渦輪(lun)流量(liang)計在(zai)流量(liang)技術(shu)檢測(ce)試驗(yan)台。上(shang)進行(hang)試驗(yan)，試驗(yan)裝置(zhi)如圖(tu)5所示(shi)。試驗(yan)介質(zhi)采用(yong)由機(ji)油和(he)柴油(you)按照(zhao)一定(ding)比例(li)混合(he)的密(mi)度爲(wei)887kg/m3、運動(dong)黏度(du)爲2.64×10-5m2/s的(de)混合(he)液,采(cai)用靜(jing)态容(rong)積法(fa)原理(li),利用(yong)泵爲(wei)流體(ti)提供(gong)動力(li),流體(ti)經過(guo)流量(liang)控制(zhi)閥和(he)被測(ce)渦輪(lun)流量(liang)計後(hou)直接(jie)流回(hui)容積(ji)池中(zhong)。分别(bie)選取(qu)2m3/h、4m3/h、8m3/h、14m3/h、16m3/h、20m3/h這6個(ge)體積(ji)流量(liang)點,通(tong)過計(ji)算機(ji)控制(zhi)台采(cai)集每(mei)個流(liu)量點(dian)下試(shi)驗流(liu)量計(ji)産生(sheng)的脈(mo)沖個(ge)數N,從(cong)而得(de)到渦(wo)輪流(liu)量計(ji)在6個(ge)流量(liang)點下(xia)的儀(yi)表系(xi)數K。試(shi)驗中(zhong)每個(ge)流量(liang)點分(fen)别進(jin)行3次(ci)重複(fu)性試(shi)驗，試(shi)驗誤(wu)差均(jun)小于(yu)0.025%。

　　将原(yuan)始流(liu)量計(ji)儀表(biao)系數(shu)與優(you)化後(hou)的流(liu)量計(ji)儀.表(biao)系數(shu)進行(hang)對比(bi)，結果(guo)如圖(tu)6所示(shi)。流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數CFD仿(pang)真值(zhi)與試(shi)驗值(zhi)吻合(he),證明(ming)了CFD仿(pang)真的(de)準确(que)性。對(dui)比原(yuan)始渦(wo)輪流(liu)量計(ji)和優(you)化後(hou)渦輪(lun)流量(liang)計儀(yi)表系(xi)數試(shi)驗值(zhi)曲線(xian)得出(chu),優化(hua)後的(de)流量(liang)計在(zai)不同(tong)流量(liang)處的(de)儀表(biao)系數(shu)變化(hua)情況(kuang)較原(yuan)來更(geng)爲平(ping)穩。經(jing)計算(suan)，儀表(biao)系數(shu)線性(xing)度誤(wu)差由(you)原來(lai)的1.71%下(xia)降到(dao)了1.59%，顯(xian)著提(ti)高了(le)渦輪(lun)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du)。

5結論(lun)
(1)Plackett-Burman設計(ji)分析(xi)表明(ming)，對渦(wo)輪流(liu)量計(ji)測量(liang)精度(du)影響(xiang)顯著(zhe)的參(can)數爲(wei)葉輪(lun)頂端(duan)半徑(jing)、葉輪(lun)葉片(pian)數、葉(ye)輪輪(lun)毂半(ban)徑和(he)葉輪(lun)輪毂(gu)長度(du),影響(xiang)次顯(xian)著的(de)參數(shu)有葉(ye)輪導(dao)程、前(qian)導流(liu)件長(zhang)度、後(hou)導流(liu)件長(zhang)度和(he)導流(liu)體葉(ye)片數(shu)。
(2)運用(yong)Box-Behnken設計(ji)方法(fa)對篩(shai)選出(chu)來的(de)顯著(zhe)影響(xiang)參數(shu)進行(hang)試驗(yan)設計(ji)，建立(li)了渦(wo)輪流(liu)量計(ji)線性(xing)度誤(wu)差的(de)多元(yuan)回歸(gui)模型(xing),并檢(jian)驗了(le)預測(ce)模型(xing)的拟(ni)合度(du)。結果(guo)表明(ming),回歸(gui)模型(xing)對實(shi)際情(qing)況拟(ni)合較(jiao)好，能(neng)夠運(yun)用響(xiang)應面(mian)法對(dui)渦輪(lun)流量(liang)計結(jie)構參(can)數進(jin)行優(you)化。
(3)在(zai)響應(ying)面法(fa)優化(hua)的基(ji)礎上(shang),對篩(shai)選出(chu)來的(de)次顯(xian)著影(ying)響參(can)數進(jin)行正(zheng)交試(shi)驗設(she)計,得(de)到了(le)最優(you)結構(gou)組合(he)。試驗(yan)驗證(zheng)結果(guo)表明(ming)優化(hua)後的(de)渦輪(lun)流量(liang)計測(ce)量精(jing)度得(de)到了(le)顯著(zhe)提高(gao)。

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