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新闻资讯

旋进旋涡流量计的原理探讨和结构优化

2019-11-04    

1 旋进旋涡流量计工作原理与结构优化研究方案
1.1 工作原理
旋进旋涡流量计主要由起旋器、文丘里管、消旋器和检测传感器组成,其结构原理如图1.
1.2 结构优化方案
2 计算模型
2.1 流体力学控制方程和湍流模型
旋进旋涡流量计的流体动力特性可以用流体力学基本方程描述如下.
连续性方程与动量方程[13,14]:
2.2 仿真模型的建立与计算过程
本项工作采用了Fluent流体力学计算软件.计算流程和条件参数设置如下:
3 数值模拟结果与分析
3.1 流场特性和旋涡进动频率
3.2 流量与压损的关系
在研究流量计压损变化时,我们在计算模型的入口处与出口处分别设置监测截面,入口压力值减去出口压力值即作为流量计压力损失.不同流量,各种结构参数情况下的压损列于表2.
3.3 检测探头处的压力信号
对相位相差180°的两路压力信号做差分后能在一定程度上抑制管道同模干扰信号并且能使信号强度增大一倍,故而对小流量测量时更敏感,能有效提高测量精度.不同流量下原型流量计与参数改进后模型的差分压力信号幅值列于表3.
通过数值计算的方法对旋进旋涡流量计内部流场和输出特性等进行了研究,针对几种结构改进方案进行了数值仿真,得到以下结果:
1)对于各种结构参数组合的模型,流量与测量信号频率都能保持线性关系.
2)在旋进旋涡流量计减小压损方面,起旋器占主导因素.缩小扩张角至30°及增大扩张角至90°对改变压损状况不明显,而通过前端增加螺旋导流叶片,流量计压损有明显降低.