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  時間:2022-7-18 08:30:07

節(jiē)流孔倒角對多(duō)孔孔(kǒng)闆流星計(jì)流場(chǎng)特性的影響

摘(zhāi)要(yào):多(duō)孔孔(kǒng)闆流量(liàng)計 尾流(liú)流動特性是影(yǐng)響計量性能的(de)關鍵,爲了分析(xī)節流孔(kǒng)前(qián)後倒(dǎo)角對尾流流動特性的影響規律、優(yōu)化多孔孔(kǒng)闆結構,針對dn100、節流比爲(wèi)0.67的多孔(kǒng)孔闆(pǎn),本研究利(lì)用cfd技(jì)術對帶倒(dǎo)角(jiǎo)多(duō)孔(kǒng)孔闆的(de)尾流流場(chǎng)進行(háng)計算,從而(ér)揭示(shì)節流孔(kǒng)前後倒(dǎo)角對(duì)計(jì)量(liàng)性能(néng)的(de)影響規律,并(bìng)利用(yòng)實流(liú)實驗進行驗(yàn)證。研究結果表(biǎo)明(míng):前倒(dǎo)角是(shì)降低永久(jiǔ)壓(yā)力損(sǔn)失(shī)的關(guān)鍵因(yīn)素(sù),但無(wú)法(fǎ)提高(gāo)計(jì)量(liàng)精度(dù),當前倒角在30°~60°時(shí),永久(jiǔ)壓力損失爲相同節(jiē)流比(bǐ)的标準孔闆的50%,流出系數線性(xìng)度誤(wù)差(chà)随(suí)前孔(kǒng)倒角角度的增大而提高(gāo),當前(qián)倒角爲60°時,與無前孔倒角(jiǎo)的多(duō)孔孔闆流(liú)量計(jì)線性度誤差接(jiē)近;在45°~60°範圍(wéi)内,後(hòu)倒角對尾流流(liú)場具(jù)有較好調(diào)整作(zuò)用,從而拓(tuò)寬量程(chéng)範圍、提(tí)高計量精度。由(yóu)此得(dé)出,前倒(dǎo)角爲60°、後倒角在45°~60°範圍内的(de)多孔孔(kǒng)闆計量性能有(yǒu)較(jiào)大的提高。
1引(yǐn)言
  傳統 差(chà)壓式流量計(jì) 雖然具(jù)有結構簡單、價(jià)格低(dī)廉、實驗數(shù)據豐(fēng)富、實現标(biāo)準化等優點,但(dàn)是隻有(yǒu)在(zài)符合(hé)标準要求的技(jì)術條件下,才能準(zhǔn)确(què)地測量流(liú)量。在工程(chéng)實際應用(yòng)中,很(hěn)多工(gōng)況條件無(wú)法滿足測量要(yào)求,例(lì)如(rú)雷諾數(shù)低于标準(zhǔn)中推薦的(de)雷諾數範(fàn)圍、測量介質複(fú)雜等(děng)。在這些(xiē)情況下(xià),非标(biāo)準差壓式(shì)流量計(jì)就(jiù)顯示(shì)出它的優(yōu)越性,目前具有代表性非(fēi)标準(zhǔn)差壓(yā)式流量計主要(yào)是 錐(zhuī)形流量計(jì) 和多孔孔闆流量計(jì)。錐形(xíng)流量(liàng)計具(jù)有自清潔、自整流、量程範(fàn)圍寬精度(dù)高、壓損低(dī)、前後直管(guǎn)段短等(děng)有優點(diǎn)而被(bèi)廣泛(fàn)應用(yòng)。該流(liú)量計(jì)不但(dàn)具有(yǒu)錐形(xíng)流(liú)量(liàng)計的優點(diǎn),而且結構簡(jiǎn)單、安全(quán)性高,在國際上引起關注,在中(zhōng)國廣泛應用。
  爲了掌握多孔孔(kǒng)闆流(liú)量(liàng)計(jì)的核心技(jì)術,國内科(kē)研技術人員開(kāi)始對(duì)該流量計(jì)進行(háng)研究。對多孔孔(kǒng)闆(pǎn)流量計進行實(shí)驗(yàn)研究(jiū),研究結果(guǒ)表明(míng)該流量計(jì)的計(jì)量性能(néng)遠(yuǎn)高于标準孔闆(pǎn)。對特(tè)定節流(liú)孔布局(jú)方式的多孔孔闆的局部阻力(lì)系數及影(yǐng)響該系數的(de)關鍵因(yīn)素進行研究。文(wén)獻[7]利(lì)用實驗方(fāng)法研究了(le)節流(liú)孔分布、孔(kǒng)闆厚(hòu)度、以(yǐ)及擾(rǎo)動對(duì)多孔(kǒng)孔闆的流(liú)出(chū)系數c的影響(xiǎng)。2010年至(zhì)今,主(zhǔ)要成果如下:利(lì)用cfd數值模拟技術準(zhǔn)确預測多(duō)孔孔闆流量計内部(bù)流場[89];研究(jiū)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)計(jì)量性(xìng)能的影(yǐng)響(xiǎng),确定(dìng)了合理的節流(liú)孔布局方式[10];基(jī)于射流的卷吸(xī)效應,利用回流通量(liàng)建立了計量性能與(yǔ)微觀(guān)流場之間的關(guān)系,從而實(shí)現對多孔孔闆流量(liàng)計的優(yōu)化(huà)“”]。上述(shù)研究(jiū)成(chéng)果(guǒ)均是(shì)在節流(liú)孔(kǒng)無倒(dǎo)角的情況下取(qǔ)得的(de),計量(liàng)性能(néng)沒有(yǒu)達到a+flowtek的性(xìng)能指(zhǐ)标,但是在研究(jiū)中發(fā)現,倒(dǎo)角對(duì)多孔(kǒng)孔闆流量(liàng)計的永久(jiǔ)壓力損(sǔn)失和計量精度均(jun1)有較(jiào)大影響,國内外(wài)尚無關于孔倒(dǎo)角對多孔(kǒng)孔闆(pǎn)計量性能(néng)影響(xiǎng)的文獻報道,因(yīn)此,本(běn)文利用cfd技(jì)術揭示前(qián)後孔倒角對多孔孔(kǒng)闆流量(liàng)計尾流流動特性的影(yǐng)響規律,從(cóng)而優(yōu)化結(jié)構、進--步(bù)提(tí)高計量性(xìng)能。
2尾(wěi)流流(liú)場對流量(liàng)計性能影響
2.1流(liú)量測(cè)量原(yuán)理
  多(duō)孔孔(kǒng)闆流量計(jì)的簡(jiǎn)化(huà)結(jié)構如(rú)圖1所示,即在封閉的管道内同(tóng)軸(zhóu)安裝多(duō)孔孔(kǒng)闆,來流方向(xiàng)如(rú)圖中箭頭(tóu)所示(shì),采用法蘭方式(shì)取壓(yā)。
多孔孔闆流(liú)量計結構圖(tú)示 
  如同(tóng)其他(tā)類(lèi)型的差壓(yā)式流(liú)量計,多孔(kǒng)孔闆(pǎn)流量(liàng)計的工作(zuò)原理同樣基于(yú)能量(liàng)守恒定律(lǜ)和質量守(shǒu)恒定(dìng)律,即遵(zūn)守(shǒu)以下(xià)事實規(guī)律(lǜ):流體(tǐ)流經節(jiē)流件時(shí)将被加速(sù),流體(tǐ)動能增加,在流體被加(jiā)速(sù)處,其(qí)靜壓力會降低一(yī)個相對(duì)應的(de)值,不可壓(yā)縮流(liú)體的(de)體積(jī)流量計算公(gōng)式爲:
 
  式中:qv是體積流量(liàng),m³/s;△p爲差壓,pa;c爲流出(chū)系數,無量綱,該(gāi)參數是從(cóng)實驗(yàn)中獲得(dé);ρ爲(wèi)流體(tǐ)密度,kg/m³;β爲(wèi)等效直(zhí)徑(jìng)比;d,爲節(jiē)流孔(kǒng)的等效(xiào)直徑;p1爲(wèi)上遊靜壓(yā),p2爲下遊靜(jìng)壓。由式(1)知(zhī),流出系數(shù)c是影響多(duō)孔孔(kǒng)闆流(liú)量計性能的(de)唯(wéi)--參數,通過水量(liàng)标準裝置實流标定(dìng)得到差壓(yā),利用式(4)計(jì)算得到流出(chū)系數c,從(cóng)式(4)可知,op是(shì)影響流出(chū)系數c的關(guān)鍵因素。--定量程比下流出系數(shù)線性(xìng)度(dù)誤差(chà)是(shì)評價(jià)多孔孔闆(pǎn)流量計(jì)精度等(děng)級的(de)重要指标(biāo),多孔孔(kǒng)闆流量(liàng)計的流出系數(shù)線性度誤差記(jì)作δt。
 
2.2計量(liàng)性能與(yǔ)尾流流場的關系(xì)
  式(shì)(1)是由(yóu)伯努(nǔ)利方程(式(6))推(tuī)導得到(dào),而伯(bó)努利(lì)方程(chéng)是基于同一流(liú)線的假設(shè),在同一(yī)流(liú)線.上式(6)成立。
 
式中:ɷ爲(wèi)渦量;v爲(wèi)速(sù)度矢量;r爲(wèi)觀(guān)測點與(yǔ)旋轉(zhuǎn)中(zhōng)心(xīn)之間(jiān)的矢徑(jìng)。
  渦量主(zhǔ)要集中在靠近多孔(kǒng)孔闆(pǎn)的尾(wěi)流區域(yù)内,并且渦量(liàng)出(chū)現在各(gè)股射(shè)流的(de)邊界(jiè)中,上遊渦量較(jiào)小。由式(4)、(7)、(6)可知,流(liú)出系數c主要受(shòu)尾流流場(chǎng)速度(dù)分布(bù)影(yǐng)響。
多孔(kǒng)孔闆流量計永(yǒng)久壓(yā)力損失w的(de)表達式爲:
ɷ=e+t1+t2(9)
  式中:e尾流(liú)流場(chǎng)中漩渦運動所消耗(hào)的能量;t1是節流(liú)件本身造(zào)成的局部損失,節流孔前(qián)後(hòu)倒角對(duì)流速及流體與(yǔ)節流孔的接(jiē)觸(chù)面積改變很小(xiǎo),故t1可(kě)認爲(wèi)不變;t2是沿(yán)程(chéng)損(sǔn)失,不(bú)受節流孔是否帶倒(dǎo)角(jiǎo)影響。因(yīn)此,e是反映倒角對多孔(kǒng)孔闆流(liú)量計永久壓力(lì)損失影響(xiǎng)的關(guān)鍵參數(shù)。綜上(shàng)所(suǒ)述,尾流流場中的漩渦是(shì)影響多孔(kǒng)孔闆流量(liàng)計計量精度及(jí)永久壓力(lì)損失的關鍵因素。近(jìn)年來,cfd技術在流(liú)場計算中廣泛(fàn)應(yīng)用(yòng)u[12-46],因此本研(yán)究利用cfd技術來(lái)揭.示倒角對尾(wěi)流流場中漩渦(wō)的影(yǐng)響規律。
3網(wǎng)格剖分(fèn)與(yǔ)湍流(liú)模型(xíng)選擇
  按照(zhào)流量計的(de)實際結構(gòu)與尺寸在(zài)gambit中建(jiàn)立三維模型,前(qián)直管段長(zhǎng)度設(shè)置(zhì)爲(wèi)15d(d爲(wèi)管(guǎn)徑),後(hòu)直管段長(zhǎng)度設(shè)置(zhì)爲30d。爲了(le)準确捕捉(zhuō)多孔(kǒng)孔(kǒng)闆(pǎn)附近的流(liú)場變(biàn)化細節,多(duō)孔孔闆的(de)壁面(miàn)及節(jiē)流孔(kǒng)的網(wǎng)格尺(chǐ)寸(cùn)較(jiào)小,并(bìng)滿足(zú)倒角(jiǎo)處的(de)網格沿流向數(shù)量大于等于2,從(cóng)而可以(yǐ)比較準(zhǔn)确的捕(bǔ)捉倒角對(duì)流場細(xì)節的(de)影響。剩(shèng)餘網格(gé)從多孔孔(kǒng)闆向管道(dào)入口和出(chū)口逐漸稀疏,這(zhè)樣的網格剖分(fèn)方式(shì)既減(jiǎn)少(shǎo)網(wǎng)格數(shù)量(liàng)提高計算效(xiào)率,又能準确的(de)反應流場(chǎng)細(xì)節提(tí)高計算(suàn)精度(dù)。網(wǎng)格剖分(fèn)如圖2所示(shì),單個(gè)mesh文件的網(wǎng)格數(shù)量在300~400萬。
 
  介質經過多孔孔(kǒng)闆後(hòu)形成多(duō)股受(shòu)限(xiàn)性射流(liú),流(liú)場情況較爲複雜,這(zhè)就要求(qiú)湍流計(jì)算模型對(duì)含有(yǒu)大量漩渦及剪(jiǎn)切層的流(liú)場具(jù)有較好的計算(suàn)效果;多(duō)孔(kǒng)孔闆流(liú)量(liàng)計采用壁(bì)面取(qǔ)壓方式,該(gāi)取壓(yā)方式(shì)要求(qiú)湍流計算模型(xíng)對近(jìn)壁(bì)區域有(yǒu)較(jiào)好的計算效(xiào)果。本(běn)研究選(xuǎn)擇sst(剪切(qiē)應力傳輸(shū))k-ɷ湍流(liú)模(mó)型。該模(mó)型是由menter提(tí)出的(de)雙方程湍流模(mó)型,集成了(le)standardk:w模型與standardhte模(mó)型的特點(diǎn)。不但在(zài)近(jìn)壁區域及尾(wěi)流有很(hěn)好的預測效果,而且在高雷諾數流(liú)動區(qū)域和(hé)剪切層中有較好的(de)預測效果(guǒ)。
4節(jiē)流(liú)孔倒(dǎo)角對(duì)多孔孔闆尾流(liú)流場的(de)影響
4.1多(duō)孔孔闆(pǎn)尾(wěi)流流(liú)場
  本文以結構如(rú)圖3所示(shì)的兩(liǎng)層孔的多孔孔闆爲研究對象(xiàng),第1層爲中心節(jiē)流孔(kǒng),第2層爲軸(zhóu)向對(duì)稱等距離(lí)分布節流孔。λ爲(wèi)前孔倒角(jiǎo),α爲後孔倒角,λ與α取值分别(bié)爲(wèi)0°、30°、45°、60°。樣機的命名規則爲λ-α,如(rú)60°45°表示前倒角爲(wèi)60°後倒角爲(wèi)45°的多孔孔(kǒng)闆(pǎn)樣(yàng)機。
 
  介質經(jīng)過多(duō)孔孔(kǒng)闆(pǎn)後(hòu)形成如圖(tú)4所示(shì)多股(gǔ)射流(liú),流場中存在壁(bì)面回流區和射流間(jiān)回流區,在回流區(qū)中(zhōng)存在(zài)回流(liú)渦(wō)等各種(zhǒng)變化(huà)的(de)漩(xuán)渦,是影響多(duō)孔孔闆(pǎn)流量計計量性(xìng)能的(de)主要因素(sù)。本研究(jiū)中射(shè)流間回流區尺寸(cùn)很小,對計(jì)量性能的影響(xiǎng)可忽(hū)略,壁面回流區(qū)是影響多孔(kǒng)孔(kǒng)闆流量(liàng)計(jì)計量(liàng)性能(néng)的關鍵,圖(tú)中l爲回流(liú)區長(zhǎng)度,01、02分别表示,上(shàng)下側壁面回流區中(zhōng)渦心位置(zhì)坐标。回流(liú)區中(zhōng)漩渦(wō)的結(jié)構、渦(wō).心位置及(jí)個數(shù)和回(huí)流區長度(dù)是反映回(huí)流區(qū)特征的
 
  即(jí)爲再(zài)附着(zhe)點位置,再(zài)附着(zhe)點至多孔(kǒng)孔闆(pǎn)下(xià)遊壁面的距(jù)離爲回流(liú)區長度(dù)。永(yǒng)久壓力損(sǔn)失系數與(yǔ)回流區長度的無量綱值的關(guān)系式(shì)如式(shì)(10)-l:
 
  式中(zhōng):△p爲永久壓力損(sǔn)失,u爲(wèi)入口速度(dù),ρ爲流(liú)體密度,l爲(wèi)回流區長度的無量(liàng)綱值(zhí)。從式(shì)(10)中可以(yǐ)得出,在相同(tóng)的入口速(sù)度下,永久壓力(lì)損失(shī)随回(huí)流區(qū)長度的(de)增大而(ér)增大(dà)凹。因此,本研究(jiū)在入口雷(léi)諾(nuò)數(shù)在3.5x104≤re≤5.3x105範圍内(nèi),以β=0.67,管(guǎn)徑d=100mm,厚度t=8mm的(de)多孔孔闆(pǎn)爲例(lì)分析孔倒角對(duì)尾流(liú)流(liú)場中回(huí)流區長度及回(huí)流渦的影響規律。
 
4.2無倒(dǎo)角的多(duō)孔孔闆流量計(jì)的回流區特征(zhēng)
  圖5爲前倒角λ與(yǔ)後倒角(jiǎo)α均爲0°的多孔(kǒng)孔.闆在,入(rù)口雷諾(nuò)數3.5x104≤re≤5.3x105的範圍内(nèi)的尾流流(liú)場的(de)流線(xiàn)圖,無(wú)倒角多孔孔(kǒng)闆(pǎn)流場中的(de)回流(liú)區特(tè)征(zhēng)如表1所(suǒ)示。
 
 
  從(cóng)表1中可以看出(chū)壁面回流(liú)區中漩渦結構(gòu)、渦心位置均與(yǔ)管道入口(kǒu)雷諾(nuò)數re相關。該多孔(kǒng)孔闆的實流實(shí)驗結果(guǒ)爲:3.5x104≤re≤5.3x105,線性(xìng)度δ1=1.8%;5.8x104≤re≤5.3x105線(xiàn)性度(dù)δ1=0.72%。由此可以得出,壁面回流(liú)區中漩渦(wō)随管道入口雷(léi)諾數的增加而達到(dào)穩定狀态(tài),進入穩定狀态(tài)的入口雷(léi)諾數(shù)下限爲remin。當re<remin,壁面(miàn)回流(liú)區(qū)中渦心(xīn)位置不固(gù)定,甚(shèn).min至有(yǒu)多個回流(liú)渦存在,漩渦之(zhī)間(jiān)的相互運動(dòng)、破裂及合并等(děng)過程(chéng)較爲複雜,對壁面回(huí)流區的流場擾動較(jiào)大(dà),從而使該區(qū)域的(de)靜壓波動(dòng)強烈,計(jì)量性能(néng)降低;當re≥remin,壁面回(huí)流區中漩渦爲(wèi)再附(fù)着渦并且(qiě)渦心位置與re無(wú)關,多孔孔闆流(liú)量計的(de)計(jì)量精(jīng)度提(tí)高。
 
4.3節流孔前倒角對(duì)多孔(kǒng)孔闆流量計回流區的影(yǐng)響
  圖6爲節流(liú)孔後倒(dǎo)角α=0°,節(jiē)流(liú)孔(kǒng)前倒(dǎo)角(jiǎo)λ取30°、45°、60°的多孔孔(kǒng)闆在(zài)相應入口(kǒu)雷諾數條件.下(xià)的尾流場的流(liú)線圖(tú),回流區的主要特(tè)征如表(biǎo)2所示。
 
 
 
  從表2中(zhōng)可以得到規律:節(jiē)流孔(kǒng)前倒角30°≤λ≤60°時(shí),進入穩定狀态(tài)的入(rù)口雷諾數(shù)下限remn随着λ的增(zēng)大而(ér)降低(dī),λ爲60°和(hé)0°的多孔孔(kǒng)闆具(jù)有相同的remin;λ在30°~60°範(fàn)圍内變(biàn)化時對(duì)壁面回流區長(zhǎng)度無明顯影響(xiǎng),回流(liú)區長度爲(wèi)0.9d,但相對于無倒(dǎo)角(jiǎo)的(de)多孔(kǒng)孔闆(pǎn),回流區長(zhǎng)度明顯縮(suō)短。因此,在(zài)入口雷諾數5.8x104≤re≤5.3x105範(fàn)圍内,30°≤λ<60°的多孔孔(kǒng)闆流量計量精度較差,λ≥60°與λ=0°的多(duō)孔孔闆計量精(jīng)度接近,永久壓(yā)力損失(shī)減小。從(cóng)上述規(guī)律得出(chū):前倒(dǎo)角λ是降低(dī)永久(jiǔ)壓力損失(shī)的關鍵(jiàn)因素,但不能(néng)提高計量精度。
4.4節流(liú)孔後(hòu)倒角(jiǎo)對(duì)多(duō)孔孔(kǒng)闆流量計回流區影(yǐng)響(xiǎng).
  圖7爲節(jiē)流孔(kǒng)前倒角爲(wèi)60°,後(hòu)倒(dǎo)角(jiǎo)分别爲(wèi)30°、45°和60°的多孔孔(kǒng)闆(pǎn)在remin(流場進入穩(wěn)定min狀(zhuàng)态的(de)雷諾(nuò)數下(xià)限)條件下(xià)的(de)尾(wěi)流(liú)流(liú)場流線圖。從圖中可(kě)以看出:回(huí)流區長度(dù)相等,均爲(wèi)0.9d;後倒(dǎo)角(jiǎo)對(duì)re,i有明顯(xiǎn)的影響,影響(xiǎng)程度與後倒角(jiǎo)α的角度相關,多(duō)孔孔闆60°-30°的re,in爲5x104多(duō)孔孔(kǒng)闆60°45°和(hé)60°-60°的re。in均(jun1)爲3.5x104min由此可知,節(jiē)流孔後倒角對(duì)多孔孔(kǒng)闆尾流(liú)流場(chǎng)進入穩定(dìng)狀态(tài)的re,影(yǐng)響明(míng)顯,當(dāng)45°≤α≤60°時,minre。im顯著降(jiàng)低,從而拓(tuò)展量(liàng)程範圍;壁(bì)面回(huí)流區(qū)長.min度(dù)與後孔倒(dǎo)角變(biàn)化不相關,因(yīn)此(cǐ)節流(liú)孔後倒角對永久壓力損失無(wú)影響。
 
 
  從上述數(shù)值模(mó)拟結果可(kě)以(yǐ)看(kàn)出,在管道(dào)入口(kǒu)雷諾(nuò)數3.5x104≤re≤5.3x105的(de)範圍内(nèi),節流孔前倒角λ=60°、後(hòu)倒角α=60°或45°的多(duō)孔孔闆(pǎn).上下側壁面回(huí)流區中的漩渦爲渦心(xīn)位(wèi)置固(gù)定的再(zài)附着渦,并且(qiě)回流(liú)區長(zhǎng)度明顯縮短。因(yīn)此,λ=60°、45°≤α≤60°的多孔孔闆流量計在(zài)較寬(kuān)的量程(chéng)範圍内(nèi)具有較高的計(jì)量(liàng)精(jīng)度和較小(xiǎo)永久壓力(lì)損失(shī)。
5實流實驗
  爲了(le)驗證數(shù)值模拟所得到的(de)結論,本研(yán)究在(zài)如圖(tú)8所示(shì)實驗裝置(zhì)上對節流比爲0.55、0.67、0.75管徑爲(wèi)100mm的多孔(kǒng)孔闆(pǎn)進行實流實驗。該裝置采(cǎi)用水塔穩壓(yā),流(liú)量穩定性爲0.1%,流(liú)量範圍(wéi)爲5l/h~800m³/h,不确(què)定度(dù)爲0.05%。本文采(cǎi)用稱重法對實(shí)驗樣機的流(liú)出系數及壓力損(sǔn)失進(jìn)行(háng)測量。差(chà)壓變(biàn)送(sòng)器1用來測量多孔(kǒng)孔闆(pǎn)上遊1d與下遊6d之(zhī)間的(de)壓差,即壓力損(sǔn)失(shī),差(chà)壓變(biàn)送器2用來測量(liàng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)多孔(kǒng)孔闆(pǎn)後(hòu)産生的靜壓差△p,取(qǔ)壓方(fāng)式爲法蘭取壓。
 
  表3爲(wèi)β=0.67的多孔孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)實流(liú)實驗結.果(guǒ),表中(zhōng)δl1和δl2分别爲15:1和10:1量程範圍内(nèi)的流(liú)出系(xì)數線(xiàn)性度(dù)。從(cóng)表(biǎo)中可以看(kàn)出,當節流(liú)孔前(qián)倒角λ爲30°和(hé)45°時,計(jì)量精度較差,流(liú)出系(xì)數線性度(dù)誤差δl1≥3%,δl2≥2.8%,節流(liú)孔後(hòu)倒角α值的改變(biàn)對計量精(jīng)度無(wú)影響。當(dāng)λ爲0°和60°時(shí),α爲0°和30°的多孔孔(kǒng)闆流出系數線(xiàn)性度(dù)誤差δl1≥1.5%,δl2≤0.8%;α爲(wèi)60°和(hé)45°的多(duō)孔孔(kǒng)闆流(liú)出系(xì)數(shù)線(xiàn)性度(dù)誤差δl1≤0.8%,δl2≤0.5%。從上述分(fèn)析可知,當(dāng)30°≤λ≤45°時,計(jì)量精(jīng)度較差,量(liàng)程範圍較窄;當λ爲0°和60°、a≤30°時(shí),在10:1量程(chéng)範圍内,計(jì)量精(jīng)度較高;當λ爲0°和(hé)60°、45°≤a≤60°時,在15:1量程範(fàn)圍(wéi)内,計量精度較高。
 
  表4和(hé)表5分别爲β=0.55和(hé)β=0.75的多孔孔(kǒng)闆流(liú)量計(jì)實驗(yàn)結果(guǒ),從實驗結果中可以(yǐ)得出(chū)與β=0.67的(de)多(duō)孔孔闆(pǎn)相同的結論,進一步驗證了λ爲(wèi)0°和60°、45°≤a≤60°的多孔孔闆具有較寬的量(liàng)程範(fàn)圍和(hé)計量(liàng)精度(dù).
 
  圖9不同多孔孔闆(pǎn)流量計永久壓力損(sǔn)失(shī)随管道(dào)入口雷(léi)諾數的(de)變化曲(qǔ)線,從圖中可以看出(chū),永久(jiǔ)壓力(lì)損失△o随入口雷諾數re的增大而(ér)增大,前(qián)倒角λ爲60°的多(duō)孔孔闆流(liú)量計的(de)永久壓(yā)力損(sǔn)失比λ爲0°的(de)多孔孔(kǒng)闆降低了35%,比相(xiàng)同節流(liú)比的标準孔闆(pǎn)降低(dī)了(le)50%以上,後(hòu)倒角α對△ɷ無明顯影響(xiǎng)。因(yīn)此,λ爲60°、45°≤α≤60°的多孔孔闆在較(jiào)大的量程範圍(wéi)内(nèi)具有較高的(de)計量精度并且(qiě)永久壓力(lì)損失較小,實驗結果與數(shù)值模拟的結論一(yī)緻。
 
6結論(lùn)
  從理論分析可(kě)知,多孔孔闆流量計尾(wěi)流流場(chǎng)中的漩渦(wō)直接(jiē)影響多孔孔闆(pǎn)流量計的計(jì)量(liàng)性能(néng)。數值(zhí)模拟得出(chū)多孔孔闆(pǎn)節流孔(kǒng)前(qián)後倒角對(duì)計量性能(néng)的影響(xiǎng)是不同(tóng)的,具(jù)體的(de)影響(xiǎng)規律如下(xià):節流(liú)孔前(qián)倒角是影(yǐng)響(xiǎng)永久壓(yā)力損(sǔn)失的關鍵因素(sù),但無(wú)法提(tí)高.計(jì)量精度;節流孔(kǒng)後倒(dǎo)角對尾流流場(chǎng)具(jù)有調整(zhěng)作用,是提高計量精(jīng)度,拓(tuò)寬量(liàng)程範(fàn)圍的(de)關鍵(jiàn)因素。從實流實(shí)驗結果可以看(kàn)出,λ爲60°、45°≤α≤60°的(de)多孔孔(kǒng)闆在15:1的量(liàng)程範圍内,流(liú)出(chū)系數(shù)線性度在0.8%以内,永久壓(yā)力(lì)損失(shī)是标準孔闆(pǎn)的50%。

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