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新闻资讯

利用FLUENT数值仿真软件对旋进旋涡流量计做数值仿真计算

2019-11-05    

1 旋进旋涡流量计的工作原理[1,2]
2 改进方案
目前影响旋进旋涡流量计推广的关键一点是因为它在使用中的压力损失(简称压损)过大,而旋涡发生体是造成这一问题的主要原因。旋涡发生体的模型如图2所示。
式中:ρ———流体的密度;D1、D2———文丘里管收缩段、扩张段起始位置的截面直径;α———旋涡发生体的叶片与主轴夹角。
3 数值仿真
4.1 FLUENT简介
3.2 建立几何模型
在应用FLUENT进行数值仿真之前,必须建立物体的几何模型,并将其进行网格划分。GAMBIT是目前面对FLUENT*理想的构造网格模型的前置处理软件,本文利用GAMBIT对传统的和改进后的旋进旋涡流量计分别进行了网格模型构建,这样就可以通过比较仿真结果来验证改进方案是否起到了优化旋进旋涡流量计的目的。
3.3 数值仿真计算
在计算时流速范围选择的是10~110m3/h,每隔10m3/h取一个流速点进行计算。采用传统的旋涡发生体建立的模型进行计算,并且用TECPLOT对数据进行处理,结果如图3所示。
可以看出旋涡脉动的频率与流量之间符合线性关系Q =f/5.641 (线性拟合后可得出相关系数为0.999 81,测量范围10~110m3/h)。通过图3(b)的结果可以看出压损与流量之间的关系近似为二次曲线,其方程为:
采用改进的旋涡发生体的网格模型计算结果如图4所示。
通过TECPLOT对数据结果处理以后,从图中可以看出改进后的方案旋涡脉动频率与流量之间符合关系式Q =f/4.565,此时下限达到Q =5m3/h。压力与流量的关系近似为二次曲线,其方程为:
4 实验结果及分析
通过对实验数据的分析可以看出,改进后的旋进旋涡流量计压损值有了较大幅度的减小,平均压损系数降低了34%,说明改进后的流量计的性能的确有所提高,虽然与仿真结果有一定的差距,但下降趋势是相同的。
通过FLUENT数值仿真结果,以及实验数据可以看出改进后的旋进旋涡流量计的性能得到改善,降低了流量计的压力损失,克服了压损大的缺点,这对旋进旋涡流量计的应用具有较大意义。