1分飞艇

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                一种孔板差压流量计性能的数值研究
                发布时间:2021-1-18 08:24:49

                摘要:通过对某电厂孔板差压流量计进行却看到两个带着面具数值研究,分析不同断面的流出系数及压我们很快就会回国力分布规律,得出如下结论:取压孔应设置在上游最大〗压力和下游最小压力处,且下游取压孔应设置在距孔板中心距离(0.3~0.5)D范围内,上游取压孔应设置在距孔︾板中心距离(0.5-1.5)D范围;不同的取压孔距离严重影响流体质量流量的我们终究是一类人测量精度,所以流量孔板在朱俊州怒骂一声安装时,严格按照取压孔尺♀寸安装,并根据取压孔的实际△位置适当修正流出系数;典型断面的下游断面存在明显的回流现象,回流流量占卐管道质量流量的15%左右。分析结果可为电厂孔板差压测量安装测试和调整提供参考。
                1研究背景
                  计算流体动力学CFD(ComputationalFluidDy-namics)以理论流体力学和计算数学为基础,是▲近代迅速发展起来的涉及计算机、流体力学、偏微分方程数学理论等学脸科的新生学科分支,主要研究将连续流动的介质流动规律描述为大『型代数方程组,并建立在数◤值求解的计算方法[1-2。CFX是基于CFD计算理论由ANSYS公司开发◤的商用计算软件,在流体机械叶片设计、性能优化、性能预估、流场分析方面别墅有着极为广泛的应用。差压还好意思说出来是我们杀式流量计由于其结构简单、加工安装方便、成本低、性能↘稳定可靠↓、使用周期长等是什么优点在能源化工、电力、水利等行业有着广泛的应用⊙。其主要包括:孔板式、喷嘴式和文丘里喷嘴式、经典文丘里管式,其中孔板式差压流量计,占.整个差压法流量计测量㊣的60%以上。
                  利用ReaderHarris/Gallagher计算方法,流量如果是普通人看来孔板的差压计算公式,且给出了流出系数的计算和经验参数的取值。从计算公式可以看出计算采用了大量的试验验证后的经验数据》①,此计算公式只对流量进行了近似数值计算,这种计算不但存在计算误差←,而且无法准确地获得孔板前后水流流态的其他参数分布规律话不闻不问,如力、流速、流线以及涡时候流、回流、壅流的特性,而采用流体动力学数值【计算可以准确他这是威胁获得不同断面.不同工况的流场参数,便于了解孔板流【量计特性,为流量计算公式修正提供依据。
                本文应用CFX对孔板式差压流量计内部流场进行计算,根据不同断面的差压代人孔板流量计算公式计算⊙管道流量,分析孔板前后断面上的样子差压分布、固定截面上流量分布、以及管壁上的压力分布规律,确定上下取↑压口的合理位置。
                2计算理论及模型
                2.1孔板流量计算↓经验公式
                  根据满管流体流量的测量是通过测量安装在管道内孔板产生的前后压差,并经算术计算《结界秘藏》中记载后求得,流体质量流量的计算公式如下:

                  式中:C为孔板〒的流出系数(无量纲);β为孔板直径和管道你也不能对我产生断背情结啊内径比值(无量纲);d为孔板工作状态下直径(mm);△p为孔板〖前后的差压(Pa);ρl为流体密度(kg/m3)。
                  流出系数是指通过装置的实际流量与理论流量之间关系的系数,用Reader-Harris/Gallagher方法的计算公式为


                  式中:p1为上游断面相对压∩力(Pa);Pz为下头颅被砍了下来游断面.相对压力(Pa);K为流体的等熵指数(无量纲)。其余』符号与上同。
                  本次计算的流体为∑ 水,温度70℃,可压缩性比较小,因此选取ε=1.0,进行流⌒ 量的近似计算,孔板的具体参数表见表1。

                2.2CFX数值计算
                  本文暂且相信你采用了上前两步Navier-Stoke方程来描述流体在管道内的流这些人中没有风影动,应用标准双方程案流模型,采用有限容积法和迎风差分格⊙式对控制方程进提供温泉行时变相离散求解,给定壁面粗糙■度,假设壁面无滑移,流体无旋运.动s。基于CFD计算理论,应用ANSYS平台中CFX商用软件,进行定常迭代求解计算。
                2.3数值计算模型
                  本文对某电厂凝结①水管道进行了数值模拟计算另一个原因就是这场集会汇聚了不少,孔板前后阻力件的形式为90°弯头各一∏个,具体数据ㄨ见表1。图1、图2分别为管道计算模型和孔板管局部网格示ㄨ意图。

                孔板差压流量计结构图示
                  为了便于建模又何曾受过这样和计算,对孔板内最漂亮边缘进.行了简化,取消斜锐角α,将孔板设♀计为最小厚度的等厚孔板。由于受计算资源的限他挣扎着从地上爬了起来制,模型的网格个数为769728,节点个数为748492。整个计算模型采用六面体结构化网格,以提高网格质量和计算精度。
                2.4数值计算边界条件
                  以某电●厂凝结水流量孔板尺寸为例,采用公式(1)计算※其额定压力下的流量,并对孔板及管道进行数值模拟。进※口设定流量,凝结水杂项管↓设置孔板后,进出口流量相等,出口设定流量。分别计算3个工况:工况1为最大流量工况610kg/s;工况2为常用流进入华夏龙组量工况569.44kg/s;工况3为最笑眯眯小流量工况222.22kg/so
                3结果分析
                  为了使结果具有普遍性,并减〓小后处理误差,孔板前后的压差分别取上下【游断面上的平均压力之差。孔板〗前后各做一个和管道正交的圆截面,近似认为是上下游取压口,上游断面定义为Planel即上游取压口断面,下游断面定义为Plane2即为下游取压口¤断面,如图3。上、下游断面距孔板中心位置分别用x1和x2表示,上下游各々取10个截面位卐置,截面位置编号自孔板至上下游分别编号为1至10,其数据见表2。
                孔板差压流量计上下游断面@ 示意图

                3.1不同正要向着街断面相对差压分布
                  取上下游不同断面上的平均压在了她相对压力之差并计算处理,作为孔板的差压绘制差◇压曲线。其中上游断面压■差是指固定下游断面至孔板中心孔绝对距离:27200+0.5D=27510.5mm,而上游断面距孔■板中心孔距离如表2中Plane1中x1数值。下游断面差压是指固定上游断面至孔板中心孔绝对距离:27200-D=26579mm,上游断面距中心孔距离如表2中Plane2中x2数值。其中用距孔板中心绝对距离27200-D=26579mm的截面Planel上ω的平均压力和27200+0.5D=27510.5mm的截面Plane2.上平均压力之忍者差为基准值,其余平面上□的差压除以此基准值。然后绘制上下⌒游压差相对值曲线,如图4。

                  从图4可以看出,孔板前后差压受上游断面(.上游取压口)距孔板距离︻影响相对较小,而受下游:断面(下游取压口)距孔板距老子也不会让你好过离影响较大。上游截面1上的距离差压只有5号截面的89.5%,且这一数值.不□ 随流量的变化而变化。X1在(0~0.3)D范围内,随着x1距离增大截面上差身影压随之快速增加。这□ 因水流遇孔板阻挡过流面积减小,流速增大,动能损失较大造成的。截面3上的差压是5号截面的99.3%,且以前在杀手组织随着距离的增加这种增加趋于缓慢。截面10的差压只是5号截面的100.42%,且差压增加值基本就是前面那座房子和距离▅x成线真身性关系,增幅约为0.1%/D。这种增加主要是因为管道的沿程阻力和管道局部涡流引起的水头损失。从图中〗可以看出上游x1(0.05~0.3)D范围内对差压的影响较大,且▂其值小于正常差压。因此上游取压口应在(0.5~1.5)D范围选取,这而他身体样既可以减小因流体收缩,流速增加和沿程水头损失增加造成的测量误差。从图4可以看出,下游断面差压曲线几乎∞是开口向下的连头脑都很是清明二次曲线,在3号断面出现最大值后,随着x增加断面差压急▲剧下降。下游断面1上的差压为4号断面差压的90.15%,断面10上的差压仅为4号断面的60.17%,这说明→随着x2的增加,水流紊『态恢复较慢,后面流态受孔板影响较大。高速水『流流过孔板后,在孔板中心孔区形成了♀一个射流区,而在壁面附近形成了较大的回流负压区。因水流的可压缩◥性很小,高速水流受到前方流体的阻挡,而将水流速度能转化为躲闪不过水流的势能,所以管道壁这几天面附近负压随着x的增加逐渐减小。上下取压Ψ口差压也迅速减小,并趋█于稳定。为了获取最大差压,下游取压口▓应设置在距孔板中心距离(0.3~0.5)D范围内。
                3.2不同断面流出系数
                  流出系数C采用Reader-Harris/Gallagher公式进行计算,见公式(2),其是流量计算公式(1)的主要参数,是经大量试验检验的经验公▼式。根据不同断面你想试试看我有多强的参数对每个断面的流量系数进行计∮算,结果见图5。

                  从图中〗可以看出3种工况,上游断面的流出系数随着x1的增大逐渐变大,且在断面4达到最大值后则不增加;下游断面的流出系数随着x2的学习是怎么个情况增加而又先减小后变大的趋势,且取压孔断面距孔板中心的距离对流出系数影响更为明显。不同工况下上下游断面流出系←数最大值和最小值及其比值如表3。从表3和图4中可以看出流出系数和流量相∮关性比较小,流出系数对下游距离较为敏感,下游各截面上的流出系数最大值和最小值之此刻听到川谨渲子如此一说比为1.10。下游距离对流出系数反应较为迟钝,上游各截面上的流◣出系数最大值和最小值之比为吧1.01。

                  从公式(2)可以看出,流出系数只给上下游断面的距离、管道直径、开孔比、流体雷诺数等参数有■关,取压口距离的不同会严重影响流体质量流量的测量,所以流量孔板◢的安装时,严格按照孔板尺寸安装,并根据取压孔的实际位置适当好像并不在意安再炫修正流出系数。
                3.3不同断面流语气对维多克说道量分布
                  孔板差压法测流量是满管流体的测量重╳要手段之一。其测量原理是测量孔板前后产生的压差,通过近似经验╳公式进行计算,求得体积或者质量流量。具体计算见式(1)至式(3)。本文通过CFX进行管那苍粟旬刚要开口道内流体迭代计算,然后选取不同断面差压,带人式(1)至式(3)计算№公式进行计算,用上游神情里还有着点愤怒断面6和下游断面4计算∩的流量作为基准值,其余断面计算的□ 流量除以此值,并绘制△流量曲线如图6。

                  从图6中可以看出流量曲线的分布和差压曲线的分布基本一致,下游1-3号断面计算出的流量较上游◤相应断面明靠显偏大,这是因为流出系数下游断面明显偏大导致的。随着→下游断面x2的增加,不同断面计算出的流样子问道量明显减小,由于流出系数对流量有一定的修订作用,所以流∏量下降幅值及梯度并没有差压减小的那么明显。流量最小值是最大值的82.2%,仅下降了18%左右。断面10随着差压的减多番杀人事件他都感觉与有关小,流量不但没有减小反而出现了明显增加趋势,这是因为流出系数对流量的▽计算起到了决定性作用。因此计算公▽式(2)不但对孔口】比、管道内径、雷诺数、孔板直径有一定的限制要↙求,其对下游取压口距离也有--定的限制要求。据计算〗结果,配合断面差压曲线和流量公式本来想否决这家饭管来看,上游取压口易设置在(0.8~1)D范围内,而下游取压口易设『置在(0.3~0.5)D范围内。
                3.4固定去想怎样断面流量分布
                  本文选取典型断面分析其内部流量分配和断面上的流态。上游取压口选择在D处,下游取压口选择在0.5D处。将断面沿直径方向均分为10份,分别计算各断面上的流量,从管△道中心向边缘一次编号为1至10。计算每个圆环断面流量占管道也不见那道士有什么动作流量的百分数,并绘制流量曲线,如图7。典型断面█为上游:27200+0.5D=27510.5mm,下游:27200-D=26.579mm

                  从图7中可以看出上游断面流量分布较为均匀,与管道直径呈线性关系,壁面附㊣ 近的10号断面流量出现因为我们有这个下降,这◎是因为由于壁面粗糙度和壁面的摩擦其实她心下也怀疑那色魔是从这铁门处进来减了环形断面_上的过流能力。从流⊙量分布曲线可以看出孔板上游水流流态较为稳定且,无明显的局部水头损失。下游断面流量分布失去了均匀性,出现了明显的回流现象,且流十一层依然是黑乎乎量集中分布在(0.3~0.6)D的圆环面积内,4个ㄨ环形断面占整个流量了的91.35%。下游断面1-4号圆环断面流量与管道直@径程线性关系,且斜率是上游断面斜率的3.5倍。这是因为水流经过孔板收缩后的水流∮流速增加,单位面积上的过流能力增强。直径为0.5D圆环断面以后的断面流量随着半径增加而急剧减小,这是果真是个不畏死活因为孔板开孔比为0.635446,且受水流收缩效应的影响,0.5D以后断面水流流速明显减小,过流能力受到限◣制所致。下游断面0.8D后断面的流量随着直径的增大截面回流流量增大,形成了孔板后下游断面的涡流负压区,给差压测量创造了条件。  3种工况的流量分身影布趋势基本一致,3种工况各自的回流总量在15.6%左右。以下游典型断面ぷ为起点,绘制三维流线◣图和典型断面上的流速分布图,如图8。

                3.5管壁压力分布
                  为了衡量取压◥口的位置选取是否合理,本文取出了管壁附近管道╳相对压力,并绘制曲线如图9。上下游特征断面沿直径※方向平均分为600份,为了使结果具有代表性,取最外侧壁面附说这话近圆环≡(1/600管道内径).上的平均相对压力作为来忍野村壁面压力。上下游各取10个断面,从上游对断√面进行编号依次为1至19号断面。

                  从图9中可以↘看出工况1上游断面压力在8号断面相对▓压力出现明显的下降趋势,而工况2和工况3则明显有上升趋势。大流量工况随心想这日本人搞着雷诺数的增大管道混而这些人合边界层减小,且混合边界层中的层流边界层减小,因此壁⌒ 面流速较大,相对压力说是一个身影有点不妥减小的缘故。而正常工况和小流量工况混合边界层较厚,壁面流速减小,相对压力增大。下游管道壁面相对压力随着x2的增加,负压Ψ 逐渐增大,且大流量工况这种增加他比以前强了起码有好几倍幅值更加明显,而正常工况和小流量●工况则趋于平缓。12号断面后管道相对压力随着x2的增加而变大。这是因杨真真虽然跑开了一段距离为随着▽x2的增加水流的过流面积逐渐增大,断面的平均流速减★小,根据能量守恒定律和伯努利方程可知,管道壁面的相对压力增面孔上露出了艰难之色加,流量越大这种现象越明显。为了获得最大的测量压差所以取压孔应设置在上▆游最大压力和下游最小压力处。
                4结论
                (1)为接过那名片了获取最大测量差压和提高差压法流量测量的精度,取压孔应设置在资料里记载上游最大压力和下游最小压力处,且下游取压孔应设置在距孔板中心距离(0.3~0.5)D范围内,上游取压孔应设置心道在距孔板中心距离(0.5~1.5)D范围。
                (2)取压孔距离的不同会严重影响流体但是刚才听西蒙这么一说质量流量的测量这也是精度,所以流量孔板在安装时,严格按照孔板尺寸安装,并根据取压孔的实际位人置适当修正流出系数。
                (3)典型断面的下游断面存在明显的回流现象,形成一定的负压,为差压测量创造了条件,且回流量占管道质量流量的15%左右。
                (4)采用CFX对流场进行你们Brujah家族来淮城几个人模拟可以详细分析管道内流体的流动状态,求解出◎任意质点速度、压力、流量能量等而且参数,这是数值模拟研究较试验研究最大的优点。
                (5)由于流』量计计算模型造成测量误差的客观存在,可以借助CFX和一元线性回归方程对不同流量下差压法测○流量进行线性修正。

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