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技术文章  

孔板流量计直角入口边缘尖锐度变化的必要性


发布日期:2020-10-29 点击:20次
孔板流量计结构简单、容易制造、技术成熟且无需标定,使其应用广泛,此外,它还具有可靠性高等优点。但是由于其用来进行流量检测的部分--节流件是纯机械结构,所以很大程度上都要依靠精准的几何尺寸来保证计量的精度。孔板孔口前缘锐度的变化作为孔板自身结构的影响因素具有典型的意义。
  按照gb/t2624-2006《用安装在圆形截面管道中的压差装置测量满管流体流量》规定:孔板上游入口边缘应为直角,孔板开口与上游端面之间的夹角为90°±03°,上游入口前缘和下游边缘应无划痕和毛刺。尤其是对于流量计算公式中流出系数影响较大的上游边缘g,要求加工精度高,边缘是尖锐的。若直角入口边缘成圆弧,则其圆弧半径r应不大于0.0004d。这其实是一个比较严苛的要求。在本次模拟中的模型是管径d=1o0mm,β=0.4的标准孔板,若以此为例,β=0.4可以得知孔口直径d=40mm,则r<0.0004 x40mm=0.016mm,可以看出标准对孔板直角入口边缘的尖锐度要求很高,即使是加工上没有问题,但是在使用过程中,孔板会受到不断地磨损,这也是不可避免的,标准所要求的如此高的精度也绝对是很难保持的。所以圆弧半径r值将越来越大,孔板圆滑过渡,会导致流经孔板的流体流速发生变化,流速变化就会引起压差的变化,进而导致流出系数的变化。而从流体力学的角度进行讨论,孔板直角入口边缘尺寸的变化对整个管路流体的流场分布影响较大。因此提出如何分析孔板流量计孔板直角入口边缘尺寸变化对其计量精度的影响的方法是非常必要的。
  随着微型计算机技术的迅猛发展,在流体力学领域越来越多地应用了cfd数值模拟方法。由于其还不受实验条件的限制,cfd数值模拟方法比较起需要以大量实验为基础的流体力学的传统研究方法来具有特殊的优势。
  应用商业软件,模拟仿真出安装有孔板流量计的管道内的流体流动情况,设定了4个不同孔板直角入口边缘圆弧度,建模分析四种情况下的流场分布情况,利用流量公式计算出四种情况下的流出系数c’值,也就是数值模拟流出系数值。进而预测孔板直角入口边缘尖锐度对流量计计精度的影响。
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